JPH096410A - プログラマブルコントローラの省電力装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 プログラマブルコントローラ（ＰＣ）の各Ｉ
／Ｏモジュールへの電源供給をきめ細かく制御して省電
力化を図る。 【構成】 Ｉ／Ｏモジュールと、電源スイッチを通して
供給される外部給電を直流の所定電圧に変換する電源部
１２およびこの所定電圧を各Ｉ／Ｏモジュールへ供給す
る供給制御部１０を有する電源モジュールと、ＣＰＵラ
ン／ストップを制御するＣＰＵスイッチを有するＣＰＵ
モジュールとを備えるプログラマブルコントローラにお
いて、ＣＰＵモジュールのＣＰＵストップ時に各Ｉ／Ｏ
モジュールへの所定電圧の供給可・不可を設定する各Ｉ
／Ｏモジュール対応のスイッチ１１を設ける。ＣＰＵが
停止しているときは、このスイッチ１１で選択されたＩ
／Ｏモジュールに対してのみ電源供給が確保され、それ
以外のＩ／Ｏモジュールへの電源供給は遮断されるた
め、省電力が図れる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はプログラマブルコントロ
ーラ（以下、ＰＣという。）の電源供給装置とその実装
ベースに係り、特に、ＰＣ特有の機能を利用して省電力
を図るのに好適なＰＣの省電力装置と実装ベースに関す
る。

【０００２】

【従来の技術】最近の電子機器に対する省電力化の要求
は、かなりきめ細かな部分にも及んできている。例えば
実開平２―１８１３２号公報記載のマイクコンピュータ
システムでは、ＣＰＵユニットや各種のインターフェー
スユニットから構成されるシステムで、全ユニットに一
律に電力を供給するのではなく、ユニット基板毎に所定
の制御信号が発せられたときに当該ユニット基板に電力
を供給し、それ以外のユニット基板には電力供給を遮断
して省電力を図っている。また、省電力という観点では
ないが、特開平４―３３３１１８号公報記載の情報処理
装置では、情報処理装置を構成する各種パッケージを装
着するスロット毎に電力を供給する端子を設け、各端子
をスイッチ群で開閉制御している。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上述したように、最近
の電子機器では、システムを構成する各ユニット毎に電
力供給の可・不可を制御するようになってきている。し
かし、これらの従来技術は、いずれもコンピュータ等の
情報処理装置が対象であり、ＰＣが対象ではない。ＰＣ
も広い意味ではコンピュータの一種であるが、制御に特
化したコンピュータであり、その電源供給部分は、通常
のコンピュータとは異なっている。

【０００４】ＰＣは工場の生産ラインに設置されること
が多く、その電源スイッチは、ＰＣ自体に設けられるこ
とはなく、ＰＣとは別所に設けられた工場の制御盤に組
み込まれている。従って、ＰＣが使用されていなくて
も、工場の電源が入っていればＰＣにも電力が供給され
てしまうようになっていることが多い。この電力は、Ｐ
Ｃの電源モジュールで所定の直流電圧に変換され、この
直流電圧が、常時、ＣＰＵモジュールや各Ｉ／Ｏモジュ
ールに供給される。通常のコンピュータでは、電力が供
給されていればそのＣＰＵは動作しているが、ＰＣでは
工場の電源が入っていてもＰＣを使用しないことがある
ため、電源スイッチとは別に、ＣＰＵのラン／ストップ
を制御するＣＰＵスイッチが設けられている。

【０００５】通常のコンピュータの場合、各構成ユニッ
トのうち、ＣＰＵが動作しているときに他のユニットを
同時に駆動することはまれである。例えば、ＣＰＵの演
算処理実行中にプリンタを駆動することはあまりなく、
このため、プリンタを駆動していないときはプリンタ駆
動用のユニットに電力供給を遮断しておくというのが従
来技術である。これに対し、ＰＣでは、ＣＰＵが演算動
作しているとき、各入力機器からの入力情報を取り込
み、各出力機器に制御信号を出力するため、Ｉ／Ｏモジ
ュールは全て稼働状態にあると言える。このため、上述
した従来技術を、そのままＰＣに適用して省電力化を図
ることはできず、ＰＣ特有の機能に基づいた対策をとる
必要がある。

【０００６】本発明の目的は、ＰＣでの電力の無駄な消
費をなくすことのできる省電力装置とＰＣの実装ベース
を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的は、Ｉ／Ｏモジ
ュールと、電源スイッチを通して供給される外部給電を
直流の所定電圧に変換する電源部および該所定電圧を各
Ｉ／Ｏモジュールへ供給する供給制御部を有する電源モ
ジュールと、ＣＰＵラン／ストップを制御するＣＰＵス
イッチを有するＣＰＵモジュールとを備えるプログラマ
ブルコントローラにおいて、ＣＰＵモジュールのＣＰＵ
ストップ時に各Ｉ／Ｏモジュールへの前記所定電圧の供
給可・不可を設定する各Ｉ／Ｏモジュール対応のスイッ
チを設けることで、達成される。

【０００８】上記目的は、プログラマブルコントローラ
の実装ベースにおいて、前記各Ｉ／Ｏモジュール対応の
スイッチを各Ｉ／Ｏモジュールの装着部に個別に設け、
または、各Ｉ／Ｏモジュール対応の各スイッチを電源モ
ジュールに集約して設けることで、達成される。

【０００９】

【作用】ＰＣのＩ／Ｏモジュールはモジュール単位に実
装ベースに実装され、Ｉ／Ｏモジュールへの電源の供給
は、電源モジュールから実装ベースとＩ／Ｏモジュール
との接合部（コネクタ）を介して各Ｉ／Ｏモジュール独
立に行われており、あるＩ／Ｏモジュールの電源供給は
他のＩ／Ｏモジュールの実装状態には関係しない。ま
た、ＰＣのＣＰＵの演算が停止している場合は、ＣＰＵ
とＩ／Ｏモジュールとの間で入出力信号のやりとりを行
う必要はないのでＩ／Ｏモジュールへの電源供給は必要
ない。さらに、ＣＰＵが演算中であっても演算に関係な
いＩ／Ｏモジュールとの入出力信号のやりとりを行う必
要はなく、演算に関係ないＩ／Ｏモジュールへも電源を
供給する必要はない。このようなＰＣの特徴を活かし、
各Ｉ／Ｏモジュールへの電源の供給を制御する供給制御
部の供給制御条件（供給可・不可）を設定するための各
Ｉ／Ｏモジュール対応のスイッチを設け、各スイッチの
設定およびＣＰＵストップの検出信号により、種々の条
件で各Ｉ／Ｏモジュール単位にＩ／Ｏモジュールへの電
源の供給を制御する。

【００１０】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面を参照して説
明する。図５は、本発明の一実施例に係るＰＣの全体構
成図である。このＰＣは、１つの基本ベース（ユニット
番号‘０’）に２つの増設ベース（ユニット番号
‘１’，‘２’）を接続して構成されている。基本ベー
ス，増設ベースの各々には電源モジュールが設けられ、
基本ベースにはＣＰＵが実装され、増設ベースにはＩ／
Ｏコントローラ（ＩＯＣ）が実装される。基本ベース，
増設ベースには、各々、スロット番号‘０’〜‘８’の
スロットが用意されており、ここにＩ／Ｏモジュールが
装着される。

【００１１】図１は、基本ベース（ＣＰＵを実装するベ
ース）１５の構成図である。その電源モジュール実装部
には、遠所に設置されている図示しない電源スイッチを
通して供給される外部給電をＤＣ５Ｖに変換する電源部
１２と、ＤＣ５Ｖの各Ｉ／Ｏモジュールへの供給を制御
する供給制御部１０と、電源の供給条件を設定するディ
ップスイッチ１１とが設けられている。ＣＰＵモジュー
ルには、ＣＰＵのラン／ストップの設定を行う図示しな
いＣＰＵスイッチが設けられている。

【００１２】供給制御部１０は、ディップスイッチ１１
の設定と、ＣＰＵ実装部に実装されるＣＰＵ１３からの
制御信号により、各Ｉ／Ｏモジュールへの電源供給を制
御する。供給制御部１０から各Ｉ／Ｏモジュールへの電
源の供給は、基本ベース１５上のＩ／Ｏモジュール対応
に設けられているコネクタ１４を介して行われる。

【００１３】図２は、増設ベース（ＣＰＵと通信ケーブ
ルおよびＩ／Ｏコントロールモジュール（ＩＯＣ）によ
り接続されるベース）１７の構成図である。ＩＯＣ１７
は、図１に示すＣＰＵ１３の代わりにＩＯＣ１６が実装
される点が異なるだけであり、基本ベース（図１）のＣ
ＰＵ１３からの制御信号の入力が、ＩＯＣ１６を介し
て、図２の供給制御部１０へ行われる。

【００１４】図３は、基本ベース，増設ベース各々に設
けられたディップスイッチ１１の説明図である。ディッ
プスイッチは、各Ｉ／Ｏスロット番号に対応したスイッ
チ‘０’〜‘８’と、スイッチ‘９’を備える。この図
３のディップスイッチを用いて、ＣＰＵのＲＵＮが停止
状態の時に、Ｉ／Ｏモジュールへの電源供給を止める場
合について説明する。ディップスイッチのスイッチ
‘９’を動作指定に使用する。動作指定するモードとし
ては、 停止モード：スイッチ‘９’をＯＮに設定 ＣＰＵのＲＵＮが停止状態の時にＩ／Ｏモジュールへの
電源供給を止めるモード 給電モード：スイッチ‘９’をＯＦＦに設定 全てのＩ／Ｏのジュールへ常時給電するモード の２つのモードを用意する。尚、この動作指定のスイッ
チ‘９’は、ＣＰＵを実装した基本ベースのディップス
イッチのみ有効とし、増設ベースのディップスイッチで
はこのスイッチ‘９’は無効とする。給電モードとは、
従来と同じであり、ＣＰＵのラン／ストップに関わらず
常に全Ｉ／Ｏモジュールに電源供給がされているモード
である。停止モードとは、本実施例で導入したモードで
あり、ＣＰＵがラン状態のときは全Ｉ／Ｏモジュールに
電源が供給され、ＣＰＵがストップ状態のときは選択指
定されたＩ／Ｏモジュールにのみ電源が供給され、それ
以外のＩ／Ｏモジュールへの電源供給を遮断して節電を
図るモードである。

【００１５】例えば、他のＰＣやコンピュータ等とＬＡ
Ｎ等の通信回線を介して接続されている通信モジュール
が自身のＰＣに存在する場合には、自身のＣＰＵが停止
している状態であっても通信モジュールへの電源供給が
遮断されていると、通信が不可能になってしまうので、
この通信モジュールへの電源供給は確保される必要があ
る。そこで、ディップスイッチ１１のスイッチ‘９’が
ＯＮに設定され停止モードが選択されているときでも、
通信モジュールの実装されているスロット番号のスイッ
チをＯＮにしておく。例えば、スロット番号‘４’に通
信モジュールが実装されている場合には、図３のスイッ
チ‘４’をＯＮにしておく。これにより、ＰＣのＣＰＵ
が停止のときは、スロット番号‘０’〜‘３’，‘５’
〜‘８’に装着されているＩ／Ｏモジュールには電源供
給が遮断されるが、スロット番号‘４’に装着されてい
る通信モジュールには電源供給が確保される。

【００１６】上述した実施例では、ＣＰＵがラン状態の
ときは全Ｉ／Ｏモジュールに電源を供給したが、よりき
め細かく節電を図るには、上述した従来技術と同様にＣ
ＰＵラン状態でも必要に応じてＩ／Ｏモジュールへの電
源供給の可否を制御するのが好ましい。この制御をＣＰ
Ｕにより実行させる実施例を図４により説明する。図４
は、シーケンスプログラム（ユーザプログラム）の命令
によりＩ／Ｏモジュールへの電源供給を止める例を示す
ものである。例えば、ディップスイッチに１１番目のス
イッチを設けて、このスイッチにより、ＣＰＵの命令で
電源供給の可否を選択指定できるようにしてもよい。こ
れは、プログラムミスによる間違った電源供給停止を防
止するである。

【００１７】図４において、シーケンスプログラム中に
“ＰＯＷ ＯＮ （ａｂ）”なる記述があったときは、
ＣＰＵはユニット番号ａのベースのスロット番号ｂに装
着されているＩ／Ｏモジュールへの電源供給を行い、
“ＰＯＷ ＯＦＦ （ａｂ）”なる記述があったとき
は、ＣＰＵは、ユニット番号ａのベースのスロット番号
ｂに装着されているＩ／Ｏモジュールへの電源供給を遮
断する。斯かる命令を各所に設定したシーケンスプログ
ラムを作成して実行させることにより、きめ細かな節電
が可能となる。尚、上述した１１番目のスイッチがＯＦ
Ｆのときはシーケンスプログラム中に記述された図４の
命令は無視するようにしておく。

【００１８】図６は、この命令の具体例を示すシーケン
スプログラムの一例である。ＣＰＵが“ＰＯＷ ＯＦＦ
（０１）”命令を実行すると、ＣＰＵ１３から供給制
御部１０に命令で指定された基本ベース（ユニット番号
‘０’：図５参照）のスロット番号１に装着されてるＩ
／Ｏモジュールへの電源供給を停止する制御信号が出さ
れ、ＣＰＵが“ＰＯＷ ＯＮ （０１）”命令を実行す
ると、このＩ／Ｏモジュールへの電源供給を再開する制
御信号が出される。

【００１９】図７は、ディップスイッチの設定により固
定的に不要なＩ／Ｏモジュールへの電源供給を止める例
を説明するものである。ＰＣの構成としては図５と同様
であるが、本実施例では、ＣＰＵ１３からの制御信号は
使用せずに、省電力を図る。即ち、スイッチ‘９’によ
り、ディップスイッチによる電源供給制御を有効（ＯＮ
で有効とする）とするかどうかを設定し、スイッチ
‘９’がＯＮの場合に、スイッチ‘０’〜‘８’設定が
ＯＮであれば、このスイッチ番号に対応したスロットに
電源を供給し、設定がＯＦＦであればスイッチ番号に対
応したスロットへの電源の供給を止める。スイッチ
‘９’がＯＦＦの場合は、ディップスイッチの設定に関
係なく常時全てのスロットに電源を供給する。

【００２０】このような電源の供給制御は、ディップス
イッチ１１の設定により供給制御部１０が行う。また、
ディップスイッチ１１の設定方法を工夫し、供給制御部
１０に多様な機能を持たせることにより、種々の制御が
可能となる。

【００２１】上述した実施例では、各Ｉ／Ｏモジュール
対応のスイッチを集約したディップスイッチにより実現
したが、このようなディップスイッチではなく、図８に
示すように、ＰＣの実装ベースの各スロットに、Ｉ／Ｏ
モジュール対応のスイッチ６０を設け、このスイッチ６
０により、Ｉ／Ｏモジュールへの電源の供給を制御する
ようにしてもよい。電源モジュールは従来と同様のもの
を使用する。

【００２２】上述した実施例によれば、Ｉ／Ｏモジュー
ルへの電源の供給を種々の条件でＩ／Ｏモジュール単位
に制御可能となり、ＰＣのシステム構成および運転状況
に応じたシステムの省電力が行えるようになる。例え
ば、１台のＣＰＵに５台のＩ／Ｏモジュールが実装され
さらにＩ／Ｏモジュールが７台実装された増設ユニット
２台で構成されるＰＣシステムで考えると、全てのＩ／
Ｏモジュールに給電されている状態と、全てのＩ／Ｏモ
ジュールに給電されていない状態では、給電されていな
い場合の方が給電されている場合よりも約８割少ない消
費電力で済む。従って、ＣＰＵの演算停止時等、Ｉ／Ｏ
モジュールへの不要な電源供給を止めることによりその
時間の消費電力が通常時の約２割で済むようになる。

【００２３】また、実施例によれば設定により任意にＩ
／Ｏモジュールへの電源の供給を止めることができるた
め、システムの電源を落とさずにＩ／Ｏモジュールの取
り外し、取り付けが可能なため、システムの保守にも効
果がある。さらに、不要な電源供給をなくすことによ
り、Ｉ／Ｏモジュールへの通電時間が短くなり、部品お
よび製品全体の寿命が伸び、ＰＣシステムの信頼性が向
上する効果もある。

【００２４】

【発明の効果】本発明のよれば、ＰＣの省電力をきめ細
かく行うことが可能になるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係るＰＣの基本実装ベース
の構成図である。

【図２】本発明の一実施例に係るＰＣの増設実装ベース
の構成図である。

【図３】図１，図２の各実装ベースに設けられるディッ
プスイッチの説明図である。

【図４】電源供給命令仕様説明図である。

【図５】基本ユニットと２つの増設ユニットとを接続し
て構成したＰＣの全体構成図である。

【図６】電源供給命令を使用したシーケンスプログラム
例を示す図である。

【図７】ディップスイッチの別構成例を示す図である。

【図８】実装ベースにスイッチを設けた場合のＰＣの構
成図である。

【符号の説明】

１０…供給制御部、１１…ディップスイッチ、１２…電
源部、１３…ＣＰＵ、１４…コネクタ、１５…基本実装
ベース、１６…ＩＯＣ、１７…増設実装ベース、６０…
スイッチ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高瀬 真人 千葉県習志野市東習志野７丁目１番１号 株式会社日立製作所産業機器事業部内 (72)発明者 一安 洋二 新潟県北蒲原郡中条町大字富岡46番地１ 株式会社日立製作所産業機器事業部内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 Ｉ／Ｏモジュールと、電源スイッチを通
   して供給される外部給電を直流の所定電圧に変換する電
   源部および該所定電圧を各Ｉ／Ｏモジュールへ供給する
   供給制御部を有する電源モジュールと、ＣＰＵラン／ス
   トップを制御するＣＰＵスイッチを有するＣＰＵモジュ
   ールとを備えるプログラマブルコントローラにおいて、
   ＣＰＵモジュールのＣＰＵストップ時に各Ｉ／Ｏモジュ
   ールへの前記所定電圧の供給可・不可を設定する各Ｉ／
   Ｏモジュール対応のスイッチを設けたことを特徴とする
   プログラマブルコントローラの省電力装置。
2. 【請求項２】 請求項１において、ＣＰＵランで実行さ
   れるシーケンスプログラムの命令により各Ｉ／Ｏモジュ
   ールへの電源供給・遮断を行う手段を備えることを特徴
   とするプログラマブルコントローラの省電力装置。
3. 【請求項３】 請求項１または請求項２に記載の省電力
   装置を備えるプログラマブルコントローラの実装ベース
   において、前記各Ｉ／Ｏモジュール対応のスイッチを各
   Ｉ／Ｏモジュールの装着部に個別に設け、または、各Ｉ
   ／Ｏモジュール対応の各スイッチを電源モジュールに集
   約して設けたことを特徴とするプログラマブルコントロ
   ーラの実装ベース。