電源制御装置およびこれを用いたコントローラ
【課題】設置環境における電源設備事情によらずコントローラのＩ／Ｏモジュール数を変更可能とする電源制御装置およびこれを用いたコントローラを実現すること。
【解決手段】 第１の出力回路がコントローラのＩ／Ｏモジュールを駆動するために電源を供給し第２の出力回路が前記Ｉ／Ｏモジュールに接続されるフィールド機器を駆動するために当該Ｉ／Ｏモジュールに電源を供給する電源制御装置において、前記第２の出力回路から前記Ｉ／Ｏモジュールに電源を供給する定常状態と、外部の動作用電源から前記第２の出力回路と略等しい電圧値で供給される電源を前記Ｉ／Ｏモジュールに直接供給する非定常状態とを切り替え制御する切替制御手段を、備えたことを特徴とする。
【解決手段】 第１の出力回路がコントローラのＩ／Ｏモジュールを駆動するために電源を供給し第２の出力回路が前記Ｉ／Ｏモジュールに接続されるフィールド機器を駆動するために当該Ｉ／Ｏモジュールに電源を供給する電源制御装置において、前記第２の出力回路から前記Ｉ／Ｏモジュールに電源を供給する定常状態と、外部の動作用電源から前記第２の出力回路と略等しい電圧値で供給される電源を前記Ｉ／Ｏモジュールに直接供給する非定常状態とを切り替え制御する切替制御手段を、備えたことを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、第１の出力回路がコントローラが備えるＩ／Ｏモジュールを駆動するために電源を供給し、第２の出力回路がフィールド機器を駆動するために前記Ｉ／Ｏモジュールに電源を供給する電源制御装置およびこれを用いたコントローラに関し、特に設置環境における電源設備事情によらずコントローラのＩ／Ｏモジュール数を変更可能とする電源制御装置およびこれを用いたコントローラに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、各種センサで得られた測定データに基づきアクチュエータなどの各種フィールド機器を操作制御するコントローラが石油、ガス井戸等の各種生産設備のプロセスシステム、工業プラント内で用いられている。以下、各種センサ、アクチュエータなどをフィールド機器という。
【０００３】
ここで従来のコントローラは、各種センサに接続する計測用モジュールや制御機器等に接続する入出力モジュール及び制御モジュール等の複数モジュールを組み合わせて構成されたユニット装置として実現されている。
【０００４】
コントローラには、たとえば、プログラマブルロジックコントローラ（Programmable Logic Controller：ＰＬＣ）があり、制御対象に応じて必要なモジュールを組み合わせて実装し、シーケンス制御を行う。
【０００５】
図３は、従来のコントローラの一例を示すブロック図である。図３において、従来のコントローラは、電源モジュール１、制御用のＣＰＵモジュール２、制御対象の機器に合わせたインターフェースを持つＩ／Ｏモジュール（入出力モジュール）３ａ、３ｂ、図示しない各種センサモジュール群などで構成される。
【０００６】
電源モジュール１は、図示しない電源コードを介してコンセントによるＡＣ（Alternating Current）電源などの外部の動作用電源１００と接続されている。
電源モジュール１は、動作用電源１００から電源供給を受け、コントローラが必要とする電圧に変換し、コントローラを構成する電源モジュール１以外のモジュール、具体的にはＣＰＵモジュール２、Ｉ／Ｏモジュール３ａ、３ｂ、各種センサモジュールのそれぞれに電源供給する。
【０００７】
ＣＰＵモジュール２は、コントローラ全体を制御する。具体的には、ＣＰＵモジュール２は、Ｉ／Ｏモジュール３ａ、３ｂから入力データ（フィールド機器からのデータ）を取り込み、取り込んだ入力データをもとに演算を行い、演算結果を出力データとしてＩ／Ｏモジュール３ａ、３ｂに出力する。なおＩ／Ｏモジュール３ａ、３ｂは、ＣＰＵモジュール２からの出力データを格納する。ＣＰＵモジュール２は、これらの処理を繰り返す。
【０００８】
ＣＰＵモジュール２のデータエリアには、コントローラを構成するＩ／Ｏモジュール３ａ、３ｂ、電源モジュール１の電流容量や占有スロット数、入出力点数などのほか、Ｉ／Ｏモジュールに対する情報の授受に関するプログラムデータが格納されている。
【０００９】
Ｉ／Ｏモジュール３ａ、３ｂは、入力部、出力部、電源供給部とから構成され、たとえばフィールド機器４〜７制御対象の機器とデータの入出力を行なう。
たとえばＩ／Ｏモジュール３ａ、３ｂの入力部は、外部機器（フィールド機器４〜７）から電流値、温度、パルス数、接点信号等の入力データを取り込み、これらの処理を定周期で繰り返す。
またＩ／Ｏモジュール３ａ、３ｂの出力部は、格納されている電流値、温度、パルス数、接点信号等のＣＰＵモジュール２からの出力データを取り込み、出力データを外部機器（フィールド機器４〜７）へ出力する。出力部は、これらの処理を定周期で繰り返す。
Ｉ／Ｏモジュール３ａ、３ｂの電源供給部は、接続されているフィールド機器に２４Ｖ（ボルト）で電源を供給する。
【００１０】
ここで電源モジュール１について詳細に説明する。電源モジュール１は、Ｉ／Ｏモジュール３ａ、３ｂの駆動用の５Ｖ出力回路１１と、Ｉ／Ｏモジュール３ａ、３ｂに接続されるフィールド機器の駆動用の２４Ｖ出力回路１２とを備える。
【００１１】
５Ｖ出力回路１１は、動作用電源１００から電源供給を受け、５Ｖ（ボルト）の電圧値に変圧し、Ｉ／Ｏモジュール３ａ、３ｂを駆動するためにＩ／Ｏモジュール３ａ、３ｂに電源供給する。２４Ｖ出力回路１２は、動作用電源１００から電源供給を受け、２４Ｖの電圧値に変圧し、フィールド機器４〜７を駆動するための電源をＩ／Ｏモジュール３ａ、３ｂに供給する。
【００１２】
５Ｖ出力回路１１と２４Ｖ出力回路１２の出力電力容量は、電源モジュールの種類によってきまっており、コントローラに実装されるＩ／Ｏモジュールの実装可能枚数を制限する要因になっている。
【００１３】
このように、従来のコントローラは、各種センサで得られた測定データに基づきアクチュエータなどの各種フィールド機器を操作制御し、石油、ガス井戸等の各種生産設備のプロセスシステム、工業プラントの最適運転に貢献している。
【００１４】
このようなコントローラに関連する先行技術文献として下記の特許文献１がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１５】
【特許文献１】特開２００５−２５０５２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
ここで、従来のコントローラは、遠隔地にあり電力配線を敷設することが困難な電源設備事情の悪い、石油・ガス井戸に設置される場合には、コントローラやその周辺装置（フィールド機器）に供給可能な電力が制限されているので、コントローラのバックボードに多くのＩ／Ｏモジュールを実装する必要はない。
【００１７】
しかし、コントローラが電力配線が可能で電源設備事情の良い、石油・ガス井戸に設置される場合には、供給可能な電力が制限されないので、１台のコントローラのバックボードに多くのＩ／Ｏモジュールを実装して、システムトータルコストの低減やエンジニアリング工数の削減を求められることが多かった。
この場合、特にコントローラの周辺のフィールド機器の使用台数が増加するため、電源モジュールの２４Ｖ出力回路の出力容量の増加が求められることになる。
【００１８】
このような要望に応えるために、従来のコントローラでは、電源モジュール内部の２４Ｖ出力回路の出力容量を可変に設計することや、あらかじめ出力容量を大きく取れるように設計することが考えられる。
しかしながら、このような手法では、設置環境における電源設備事情によっては電源効率を高めることやコスト的に不利であるという問題点があった。
【００１９】
本発明は上述の問題点を解決するものであり、その目的は、設置環境における電源設備事情によらずコントローラのＩ／Ｏモジュール数を変更可能とする電源制御装置およびこれを用いたコントローラを実現することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
このような課題を解決するために、本発明のうち請求項１記載の発明は、
第１の出力回路がコントローラが備えるＩ／Ｏモジュールを駆動するために電源を供給し、第２の出力回路がフィールド機器を駆動するために前記Ｉ／Ｏモジュールに電源を供給する電源制御装置において、
前記第２の出力回路からフィールド機器駆動用の電源をＩ／Ｏモジュールに供給する定常状態と、外部の動作用電源から前記第２の出力回路と略等しい電圧値で供給される電源をフィールド機器駆動用の電源として前記Ｉ／Ｏモジュールに直接供給する非定常状態とを切り替え制御する切替制御手段を、備えたことを特徴とする電源制御装置である。
【００２１】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の電源制御装置において、
前記動作用電源と前記Ｉ／Ｏモジュールに電源を供給するための出力端とに相互接続された電源ライン上に設置され、前記切替制御手段が定常状態に切り替えるときは前記動作用電源から前記Ｉ／Ｏモジュールに直接供給するオン状態とし、前記切替制御手段が非定常状態に切り替えるときは前記動作用電源から前記Ｉ／Ｏモジュールへ電源の直接供給を止めるオフ状態とする直接供給制御スイッチを、備えたことを特徴とする。
【００２２】
請求項３記載の発明は、請求項１または２記載の電源制御装置において、
前記切替制御手段が定常状態に切り替えるときは前記第２の出力回路を駆動し、前記切替制御手段が非定常状態に切り替えるときは前記第２の出力回路を停止する駆動制御手段を、備えたことを特徴とする。
【００２３】
請求項４記載の発明は、請求項３記載のいずれかに記載の電源制御装置において、
前記切替制御手段は、
前記定常状態と前記非定常状態のいずれかの状態に切り替えるための切換命令が入力される入力手段と、
前記切替命令に基づき前記直接供給制御スイッチにオン信号またはオフ信号を出力し前記駆動制御手段にオフ信号またはオン信号を出力するオンオフ制御手段を備えたことを特徴とする。
【００２４】
請求項５記載の発明は、請求項４に記載の電源制御装置において、
オンオフ制御手段は、前記定常状態とする切替命令に基づいて前記直接供給制御スイッチにオフ信号を出力するとともに前記駆動制御手段にオン信号を出力し、前記非定常状態とする切替命令に基づいて前記直接供給制御スイッチにオン信号を出力するとともに前記駆動制御手段にオフ信号を出力することを特徴とする。
【００２５】
請求項６記載の発明は、請求項１〜５のいずれかに記載の電源制御装置において、
前記直接供給制御スイッチからの電流を一定方向に流す第１のダイオードと、
前記前記第２の出力回路からの電流を一定方向に流し、カソードが前記第１のダイオードのカソードと接続される第２のダイオードを、備え、
前記第１および第２のダイオードからの電流が前記Ｉ／Ｏモジュールに供給されることを特徴とする。
【００２６】
請求項７記載の発明は、
外部入力信号又は操作手段から入力される操作信号に基づいて制御対象を制御するコントローラにおいて、請求項１〜請求項６のいずれかに記載の電源制御装置を備えることを特徴とするコントローラである。
【発明の効果】
【００２７】
本発明であれば、第２の出力回路からフィールド機器駆動用の電源をＩ／Ｏモジュールに供給する定常状態と、外部の動作用電源から第２の出力回路と略等しい電圧値で供給される電源をフィールド機器駆動用の電源としてＩ／Ｏモジュールに直接供給する非定常状態とを切り替え制御する切替制御手段を、備えたことにより、設置環境における電源設備事情によらずコントローラのＩ／Ｏモジュール数を変更可能とすることができる。
【００２８】
また本発明であれば、直接供給制御スイッチの電源ラインと、第２の出力回路の出力をダイオードで付き合わせる構成とし、直接供給制御スイッチが切替制御手段による切替制御に基づき動作用電源からＩ／Ｏモジュールへの直接的な電源供給のオンオフ制御をすることにより、電源制御装置の出力側２４Ｖの電力を増加させたい時にのみ、その機能を働かせるようにできる点で有効である。
すなわち、Ｉ／Ｏモジュールへの直接的な電源供給が行なわれるときでも第２の出力回路が停止することなく、電源モジュールの第２の出力端を介してＩ／Ｏモジュールに出力でき、第２の出力回路の電源供給と動作用電源からの電源供給を併用することができることになる。このため電源制御装置の出力側２４Ｖの電力を増加させたい時にのみ、その機能を働かせるようにできる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明に係る電源制御装置およびこれを用いたコントローラの一実施例を示す構成図である。
【図２】本発明に係る電電源制御装置およびこれを用いたコントローラの他の実施例を示す構成図である。
【図３】従来のコントローラの一例を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
＜第１の実施例＞
（構成の説明）
図１は、本発明に係る電源制御装置およびこれを用いたコントローラの一実施例を示す構成図であり図３と共通する部分には同一の符号を付けて適宜説明を省略する。
図３との相違点は、主に、第２の出力回路（２４Ｖ出力回路）からフィールド機器駆動用の電源をＩ／Ｏモジュールに供給する定常状態と、外部の動作用電源から第２の出力回路と略等しい電圧値で供給される電源をフィールド機器駆動用の電源としてＩ／Ｏモジュールに直接供給する非定常状態とを切り替え制御する切替制御手段を、備えたことにより、設置環境における電源設備事情によらずコントローラのＩ／Ｏモジュール数を変更可能とする点が相違する。
【００３１】
図１において、本発明のコントローラは、電源制御装置の一例である電源モジュール５、制御用のＣＰＵモジュール２、制御対象の機器に合わせたインターフェースを持つＩ／Ｏモジュール（入出力モジュール）３ａ、３ｂ、図示しない各種センサモジュール群などで構成される。
なお、Ｉ／Ｏモジュール３ａ、３ｂの電源供給部は、接続されているフィールド機器４〜７に２４Ｖで電源を供給する。
【００３２】
電源制御装置の一例である電源モジュール５は、Ｉ／Ｏモジュール３ａ、３ｂの駆動用の出力回路であって５Ｖ(ボルト)の電圧値で電源を供給する５Ｖ出力回路５１と、Ｉ／Ｏモジュール３ａ、３ｂに接続されるフィールド機器の駆動用であって２４Ｖ（ボルト）の電圧値で電源を供給する２４Ｖ出力回路５２と、切替制御手段５３と、直接供給制御スイッチ５４と、２４Ｖ出力回路駆動制御手段５（以下、駆動制御手段という）を備える。
５Ｖ出力回路５１は第１の出力回路の一例であり、２４Ｖ出力回路５２は第２の出力回路の一例である。
【００３３】
（主な構成要素の説明）
【００３４】
電源モジュール５は、図示しない電源コードを介してコンセントによるＡＣ（Alternating Current）電源などの外部の動作用電源５００と接続されている。動作用電源５００は、２４Ｖ出力回路と略等しい電圧値（２４Ｖ）で電源を供給する。
電源モジュール５は、動作用電源５００から電源供給を受け、コントローラが必要とする電圧に変換し、コントローラを構成する電源モジュール５以外のモジュール、具体的にはＣＰＵモジュール２、Ｉ／Ｏモジュール３ａ、３ｂ、各種センサモジュールのそれぞれに電源供給する。
【００３５】
切替制御手段５３は、２４Ｖ出力回路５２からフィールド機器駆動用の電源をＩ／Ｏモジュール３ａ、３ｂに供給する定常状態と、外部の動作用電源から２４Ｖ出力回路５２と略等しい電圧値で供給される電源をフィールド機器駆動用の電源としてＩ／Ｏモジュール３ａ、３ｂに直接供給する非定常状態とを切り替え制御する。
【００３６】
また、切替制御手段５３は、定常状態と非定常状態のいずれかの状態に切り替えるための切換命令が入力される入力手段の一例である２４Ｖ出力回路設定スイッチ５３ａと、切替命令に基づき直接供給制御スイッチ５４にオン信号またはオフ信号を出力し駆動制御手段５５にオフ信号またはオン信号を出力するオンオフ制御手段５３ｂとを備える。
【００３７】
２４Ｖ出力回路設定スイッチ５３ａは、外部からの入力によりスイッチがオフとなると電源制御装置を定常状態とする電気信号である切替命令をオンオフ制御手段５３ｂに出力する。また２４Ｖ出力回路設定スイッチ５３ａは、外部からの入力によりスイッチがオンとなると電源制御装置を非定常状態とする電気信号である切替命令をオンオフ制御手段５３ｂに出力する。
【００３８】
オンオフ制御手段５３ｂは、２４Ｖ出力回路設定スイッチ５３ａからの定常状態とする切替命令に基づいて直接供給制御スイッチ５４にオフ信号を出力するとともに駆動制御手段５５にオン信号を出力し、非定常状態とする切替命令に基づいて直接供給制御スイッチ５４にオン信号を出力するとともに駆動制御手段５５にオフ信号を出力する。
【００３９】
直接供給制御スイッチ５４は、動作用電源５００と電源をＩ／Ｏモジュール３ａ、３ｂに供給するための出力端とに相互接続された電源ライン１２０ａ上に設置される。
また直接供給制御スイッチ５４は、切替制御手段５３が定常状態に切り替えるときは動作用電源５００からフィールド機器駆動用の電源としてＩ／Ｏモジュール３ａ、３ｂに直接供給するオン状態とし、切替制御手段５３が非定常状態に切り替えるときは動作用電源５００からＩ／Ｏモジュール３ａ、３ｂへ電源の直接供給を止めるオフ状態とする。
【００４０】
駆動制御手段５５は、たとえば２４Ｖ出力回路５２内のスイッチなどであって、切替制御手段５３が定常状態に切り替えるときは２４Ｖ出力回路５２を駆動し、切替制御手段５３が非定常状態に切り替えるときは２４Ｖ出力回路５２の動作を停止させる。
【００４１】
（接続・配置関係の説明）
動作用電源５００は、電源ライン１００ａおよび１００ｂを介して５Ｖ出力回路５１と相互に接続され、電源の供給を行なう。
動作用電源５００は、電源ライン１１０ａおよび１１０ｂを介して２４Ｖ出力回路５２と相互に接続され、電源の供給を行なう。
【００４２】
５Ｖ出力回路５１は、電源ライン１００ｃを介して電源制御装置の第１の出力端と接続され、第１の出力端から５Ｖの電圧値で電源の供給を行なう。
２４Ｖ出力回路５２は、電源ライン１１０ｃを介して電源制御装置の第２の出力端と接続され、第２の出力端から２４Ｖの電圧値で電源の供給を行なう。
【００４３】
４Ｖ出力回路設定スイッチ５３ａは、電源ライン１００ａおよび電源ライン１１０ａと相互に接続され、直接供給制御スイッチ５４及び駆動制御手段５５と接続される。
【００４４】
直接供給制御スイッチ５４は、電源ライン１００ｂを介して動作用電源５００と接続され、電源ライン１２０ａを介して電源制御装置の第２の出力端と接続される。
すなわち、直接供給制御スイッチ５４がオン状態となると、動作用電源５００から電源ライン１００ｂ、１２０ａを介して第２の出力端から２４Ｖの電圧値で電源が直接供給されることになる。
【００４５】
（動作の説明）
このような構成により、本発明の電源制御装置およびこれを用いたコントローラは次の動作を行なう。以下、（Ａ）２４Ｖ出力回路設定スイッチ５３ａがオフのとき（定常状態）の動作と、（Ｂ）２４Ｖ出力回路設定スイッチ５３ａがオンのとき（非定常状態）の動作とに分けて説明する。
【００４６】
（Ａ）２４Ｖ出力回路設定スイッチ５３ａがオフのとき（定常状態）
動作用電源５００は、２４Ｖの電圧値で５Ｖ出力回路５１および２４Ｖ出力回路５２に電源を供給する。
２４Ｖ出力回路設定スイッチ５３ａが外部からの入力によりオフ状態となる（定常状態となる）と、オンオフ制御手段５３ｂは、２４Ｖ出力回路設定スイッチ５３からの電気信号に基づいて直接供給制御スイッチ５４にオフ信号を出力する。さらにオンオフ制御手段５３ｂは、駆動制御手段５５にオン信号を出力する。
【００４７】
駆動制御手段５５は２４Ｖ出力回路設定スイッチ５３ａから入力されるオン信号に基づき、２４Ｖ出力回路５２を駆動させる。すなわち駆動制御手段５５は切替制御手段５３が定常状態に切り替えるときは２４Ｖ出力回路５２を駆動することになる。
【００４８】
２４Ｖ出力回路５２は、動作用電源５００からの供給電源に基づき２４Ｖで第２の出力端を介してＩ／Ｏモジュール３ａ、３ｂ（を介してフィールド機器４〜７）に電源を供給する。
【００４９】
直接供給制御スイッチ５４は、オンオフ制御手段５３ｂからオフ信号が入力されるとスイッチをオフ状態として、動作用電源５００と第２の出力端の電気的接続を遮断する。
すなわち、この状態であれば、動作用電源５００からは電源ライン１００ｂ、１２０ａ、第２の出力端を介してＩ／Ｏモジュールへの直接的な電源の供給なくなり、２４Ｖ出力回路５２からのみの電源供給となることになる。
【００５０】
これにより、切替制御手段は、第２の出力回路からフィールド機器駆動用の電源をＩ／Ｏモジュールに供給する定常状態に切替制御することができる。
【００５１】
（Ｂ）２４Ｖ出力回路設定スイッチ５３ａがオンのとき（非定常状態）
一方、２４Ｖ出力回路設定スイッチ５３ａが外部からの入力によりオン状態となる（非定常状態となる）と、オンオフ制御手段５３ｂは、２４Ｖ出力回路設定スイッチ５３からの電気信号に基づいて直接供給制御スイッチ５４にオン信号を出力する。さらにオンオフ制御手段５３ｂは、駆動制御手段５５にオフ信号を出力する。
【００５２】
駆動制御手段５５は２４Ｖ出力回路設定スイッチ５３ａから入力されるオフ信号に基づき、２４Ｖ出力回路５２の動作を停止させる。すなわち駆動制御手段５５は切替制御手段５３が定常状態に切り替えるときは２４Ｖ出力回路５２の動作を停止することになる。
【００５３】
直接供給制御スイッチ５４は、オンオフ制御手段５３ｂからオン信号が入力されるとスイッチをオン状態として、動作用電源５００と第２の出力端を電気的に接続させる。
この状態であれば、動作用電源５００は、電源ライン１００ｂ、１２０ａ、第２の出力端を介してＩ／Ｏモジュールへ直接的に、そのまま電源を供給することができる。
【００５４】
これにより、切替制御手段は、外部の動作用電源から第２の出力回路と略等しい電圧値で供給される電源をフィールド機器駆動用の電源としてＩ／Ｏモジュールに直接供給する非定常状態に切替制御することができる。
【００５５】
この結果、本発明の電源制御装置およびこれを用いたコントローラは、第２の出力回路からフィールド機器駆動用の電源をＩ／Ｏモジュールに供給する定常状態と、外部の動作用電源から第２の出力回路と略等しい電圧値で供給される電源をフィールド機器駆動用の電源としてＩ／Ｏモジュールに直接供給する非定常状態とを切り替え制御する切替制御手段を、備えたことにより、設置環境における電源設備事情によらずコントローラのＩ／Ｏモジュール数を変更可能とすることができる。
【００５６】
なお（Ａ）、（Ｂ）いずれのときも、５Ｖ出力回路５１（第１の出力回路）は、動作用電源５００から供給された電源を５Ｖに変圧して、第１の出力端を介してＩ／Ｏモジュール３ａ、３ｂに電源を供給する。
【００５７】
＜第２の実施例＞
なお本発明の電源制御装置およびこれを用いたコントローラは、第１の実施例の構成の他に、直接供給制御スイッチ５４と第２の出力端を接続する電源ライン１２０ａと、２４Ｖ出力回路５２の出力をダイオードでカソードを付き合わせる構成とするものでもよい。
【００５８】
いいかえれば、直接供給制御スイッチ５４からの電流を一定方向に流す第１のダイオードと、２４Ｖ出力回路５２からの電流を一定方向に流し、カソードが第１のダイオードのカソードと接続される第２のダイオードを備え、第１および第２のダイオードからの電流がＩ／Ｏモジュールに供給されるような構成とするものでもよい。
【００５９】
図２は本発明の電源制御装置およびこれを用いたコントローラの他の実施例を示す構成図である。図２において、本実施例の電源制御装置は、５Ｖ出力回路５１、２４Ｖ出力回路５２、切替制御手段５３と直接供給制御スイッチ５４、ダイオード６００、ダイオード７００を備える。なお図１と共通する部分には同一の符号を付けて適宜説明を省略する。
【００６０】
ダイオード６００は、直接供給制御スイッチ５４と接続されていない端部とアノードとが接続され、カソードが第２の出力端と接続され、一定方向にのみ電流を流す。
【００６１】
ダイオード７００は、２４Ｖ出力回路５２の出力端とアノードとが接続され、カソードが第２の出力端と接続される形で配置され、一定方向にのみ電流を流す。
ダイオード６００のカソードとダイオード７００のカソードとは相互に接続されて、付き合わせた形に配置される。
【００６２】
切替制御手段５３は、２４Ｖ出力回路５２からフィールド機器駆動用の電源をＩ／Ｏモジュールに供給する定常状態と、外部の動作用電源から２４Ｖ出力回路５２と略等しい電圧値で供給される電源をフィールド機器駆動用の電源としてＩ／Ｏモジュールに直接供給する非定常状態とを切り替え制御する。
【００６３】
直接供給制御スイッチ５４は、切替制御手段５３が定常状態に切り替えるときは動作用電源５００からＩ／Ｏモジュールに直接供給するオン状態とし、切替制御手段５３が非定常状態に切り替えるときは動作用電源５００からＩ／Ｏモジュールへ電源の直接供給を止めるオフ状態とする。
【００６４】
この結果、本実施例の電源制御装置およびこれを用いたコントローラは、直接供給制御スイッチ５４の電源ライン１２０ａと、２４Ｖ出力回路５２の出力をダイオードで付き合わせる構成とし、直接供給制御スイッチ５４が切替制御手段５３による切替制御に基づき動作用電源５００からＩ／Ｏモジュールへの直接的な電源供給のオンオフ制御をすることにより、電源制御装置の出力側２４Ｖの電力を増加させたい時にのみ、その機能を働かせるようにできる点で有効である。
【００６５】
すなわち、Ｉ／Ｏモジュールへの直接的な電源供給が行なわれるときでも２４Ｖ出力回路５２が停止することなく、電源モジュールの第２の出力端を介してＩ／Ｏモジュール３ａ、３ｂに出力でき、２４Ｖ出力回路５２の電源供給と動作用電源５００からの電源供給を併用することができることになる。このため電源制御装置の出力側２４Ｖの電力を増加させたい時にのみ、その機能を働かせるようにできる。
【００６６】
＜その他の実施例＞
なお、第１の実施例の構成に、第２の実施例で示した直接供給制御スイッチ５４の電源ライン１２０ａと、２４Ｖ出力回路５２の出力をダイオード６００、７００で付き合わせる構成を加えるものであってもよい。この場合、切替制御手段５４が、２４Ｖ出力回路５２の電源供給または動作用電源５００からの電源供給のいずれかを選択するか、２４Ｖ出力回路５２の電源供給と動作用電源５００からの電源供給を併用するか、を切替制御するものでもよい。
【００６７】
この場合であれば、電源制御装置の出力側２４Ｖの電力を増加させたい時にのみ併用し、電力の増加が不要となれば択一的に選択することが可能となり省エネルギーに貢献することができる点で有効である。
【符号の説明】
【００６８】
５ 電源モジュール
５１ ５Ｖ出力回路
５２ ２４Ｖ出力回路
５３ 切替制御手段
５３ａ ２４Ｖ出力回路設定スイッチ
５３ｂ オンオフ制御手段
５４ 直接供給制御スイッチ
５５ 駆動制御手段
【技術分野】
【０００１】
本発明は、第１の出力回路がコントローラが備えるＩ／Ｏモジュールを駆動するために電源を供給し、第２の出力回路がフィールド機器を駆動するために前記Ｉ／Ｏモジュールに電源を供給する電源制御装置およびこれを用いたコントローラに関し、特に設置環境における電源設備事情によらずコントローラのＩ／Ｏモジュール数を変更可能とする電源制御装置およびこれを用いたコントローラに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、各種センサで得られた測定データに基づきアクチュエータなどの各種フィールド機器を操作制御するコントローラが石油、ガス井戸等の各種生産設備のプロセスシステム、工業プラント内で用いられている。以下、各種センサ、アクチュエータなどをフィールド機器という。
【０００３】
ここで従来のコントローラは、各種センサに接続する計測用モジュールや制御機器等に接続する入出力モジュール及び制御モジュール等の複数モジュールを組み合わせて構成されたユニット装置として実現されている。
【０００４】
コントローラには、たとえば、プログラマブルロジックコントローラ（Programmable Logic Controller：ＰＬＣ）があり、制御対象に応じて必要なモジュールを組み合わせて実装し、シーケンス制御を行う。
【０００５】
図３は、従来のコントローラの一例を示すブロック図である。図３において、従来のコントローラは、電源モジュール１、制御用のＣＰＵモジュール２、制御対象の機器に合わせたインターフェースを持つＩ／Ｏモジュール（入出力モジュール）３ａ、３ｂ、図示しない各種センサモジュール群などで構成される。
【０００６】
電源モジュール１は、図示しない電源コードを介してコンセントによるＡＣ（Alternating Current）電源などの外部の動作用電源１００と接続されている。
電源モジュール１は、動作用電源１００から電源供給を受け、コントローラが必要とする電圧に変換し、コントローラを構成する電源モジュール１以外のモジュール、具体的にはＣＰＵモジュール２、Ｉ／Ｏモジュール３ａ、３ｂ、各種センサモジュールのそれぞれに電源供給する。
【０００７】
ＣＰＵモジュール２は、コントローラ全体を制御する。具体的には、ＣＰＵモジュール２は、Ｉ／Ｏモジュール３ａ、３ｂから入力データ（フィールド機器からのデータ）を取り込み、取り込んだ入力データをもとに演算を行い、演算結果を出力データとしてＩ／Ｏモジュール３ａ、３ｂに出力する。なおＩ／Ｏモジュール３ａ、３ｂは、ＣＰＵモジュール２からの出力データを格納する。ＣＰＵモジュール２は、これらの処理を繰り返す。
【０００８】
ＣＰＵモジュール２のデータエリアには、コントローラを構成するＩ／Ｏモジュール３ａ、３ｂ、電源モジュール１の電流容量や占有スロット数、入出力点数などのほか、Ｉ／Ｏモジュールに対する情報の授受に関するプログラムデータが格納されている。
【０００９】
Ｉ／Ｏモジュール３ａ、３ｂは、入力部、出力部、電源供給部とから構成され、たとえばフィールド機器４〜７制御対象の機器とデータの入出力を行なう。
たとえばＩ／Ｏモジュール３ａ、３ｂの入力部は、外部機器（フィールド機器４〜７）から電流値、温度、パルス数、接点信号等の入力データを取り込み、これらの処理を定周期で繰り返す。
またＩ／Ｏモジュール３ａ、３ｂの出力部は、格納されている電流値、温度、パルス数、接点信号等のＣＰＵモジュール２からの出力データを取り込み、出力データを外部機器（フィールド機器４〜７）へ出力する。出力部は、これらの処理を定周期で繰り返す。
Ｉ／Ｏモジュール３ａ、３ｂの電源供給部は、接続されているフィールド機器に２４Ｖ（ボルト）で電源を供給する。
【００１０】
ここで電源モジュール１について詳細に説明する。電源モジュール１は、Ｉ／Ｏモジュール３ａ、３ｂの駆動用の５Ｖ出力回路１１と、Ｉ／Ｏモジュール３ａ、３ｂに接続されるフィールド機器の駆動用の２４Ｖ出力回路１２とを備える。
【００１１】
５Ｖ出力回路１１は、動作用電源１００から電源供給を受け、５Ｖ（ボルト）の電圧値に変圧し、Ｉ／Ｏモジュール３ａ、３ｂを駆動するためにＩ／Ｏモジュール３ａ、３ｂに電源供給する。２４Ｖ出力回路１２は、動作用電源１００から電源供給を受け、２４Ｖの電圧値に変圧し、フィールド機器４〜７を駆動するための電源をＩ／Ｏモジュール３ａ、３ｂに供給する。
【００１２】
５Ｖ出力回路１１と２４Ｖ出力回路１２の出力電力容量は、電源モジュールの種類によってきまっており、コントローラに実装されるＩ／Ｏモジュールの実装可能枚数を制限する要因になっている。
【００１３】
このように、従来のコントローラは、各種センサで得られた測定データに基づきアクチュエータなどの各種フィールド機器を操作制御し、石油、ガス井戸等の各種生産設備のプロセスシステム、工業プラントの最適運転に貢献している。
【００１４】
このようなコントローラに関連する先行技術文献として下記の特許文献１がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１５】
【特許文献１】特開２００５−２５０５２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
ここで、従来のコントローラは、遠隔地にあり電力配線を敷設することが困難な電源設備事情の悪い、石油・ガス井戸に設置される場合には、コントローラやその周辺装置（フィールド機器）に供給可能な電力が制限されているので、コントローラのバックボードに多くのＩ／Ｏモジュールを実装する必要はない。
【００１７】
しかし、コントローラが電力配線が可能で電源設備事情の良い、石油・ガス井戸に設置される場合には、供給可能な電力が制限されないので、１台のコントローラのバックボードに多くのＩ／Ｏモジュールを実装して、システムトータルコストの低減やエンジニアリング工数の削減を求められることが多かった。
この場合、特にコントローラの周辺のフィールド機器の使用台数が増加するため、電源モジュールの２４Ｖ出力回路の出力容量の増加が求められることになる。
【００１８】
このような要望に応えるために、従来のコントローラでは、電源モジュール内部の２４Ｖ出力回路の出力容量を可変に設計することや、あらかじめ出力容量を大きく取れるように設計することが考えられる。
しかしながら、このような手法では、設置環境における電源設備事情によっては電源効率を高めることやコスト的に不利であるという問題点があった。
【００１９】
本発明は上述の問題点を解決するものであり、その目的は、設置環境における電源設備事情によらずコントローラのＩ／Ｏモジュール数を変更可能とする電源制御装置およびこれを用いたコントローラを実現することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
このような課題を解決するために、本発明のうち請求項１記載の発明は、
第１の出力回路がコントローラが備えるＩ／Ｏモジュールを駆動するために電源を供給し、第２の出力回路がフィールド機器を駆動するために前記Ｉ／Ｏモジュールに電源を供給する電源制御装置において、
前記第２の出力回路からフィールド機器駆動用の電源をＩ／Ｏモジュールに供給する定常状態と、外部の動作用電源から前記第２の出力回路と略等しい電圧値で供給される電源をフィールド機器駆動用の電源として前記Ｉ／Ｏモジュールに直接供給する非定常状態とを切り替え制御する切替制御手段を、備えたことを特徴とする電源制御装置である。
【００２１】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の電源制御装置において、
前記動作用電源と前記Ｉ／Ｏモジュールに電源を供給するための出力端とに相互接続された電源ライン上に設置され、前記切替制御手段が定常状態に切り替えるときは前記動作用電源から前記Ｉ／Ｏモジュールに直接供給するオン状態とし、前記切替制御手段が非定常状態に切り替えるときは前記動作用電源から前記Ｉ／Ｏモジュールへ電源の直接供給を止めるオフ状態とする直接供給制御スイッチを、備えたことを特徴とする。
【００２２】
請求項３記載の発明は、請求項１または２記載の電源制御装置において、
前記切替制御手段が定常状態に切り替えるときは前記第２の出力回路を駆動し、前記切替制御手段が非定常状態に切り替えるときは前記第２の出力回路を停止する駆動制御手段を、備えたことを特徴とする。
【００２３】
請求項４記載の発明は、請求項３記載のいずれかに記載の電源制御装置において、
前記切替制御手段は、
前記定常状態と前記非定常状態のいずれかの状態に切り替えるための切換命令が入力される入力手段と、
前記切替命令に基づき前記直接供給制御スイッチにオン信号またはオフ信号を出力し前記駆動制御手段にオフ信号またはオン信号を出力するオンオフ制御手段を備えたことを特徴とする。
【００２４】
請求項５記載の発明は、請求項４に記載の電源制御装置において、
オンオフ制御手段は、前記定常状態とする切替命令に基づいて前記直接供給制御スイッチにオフ信号を出力するとともに前記駆動制御手段にオン信号を出力し、前記非定常状態とする切替命令に基づいて前記直接供給制御スイッチにオン信号を出力するとともに前記駆動制御手段にオフ信号を出力することを特徴とする。
【００２５】
請求項６記載の発明は、請求項１〜５のいずれかに記載の電源制御装置において、
前記直接供給制御スイッチからの電流を一定方向に流す第１のダイオードと、
前記前記第２の出力回路からの電流を一定方向に流し、カソードが前記第１のダイオードのカソードと接続される第２のダイオードを、備え、
前記第１および第２のダイオードからの電流が前記Ｉ／Ｏモジュールに供給されることを特徴とする。
【００２６】
請求項７記載の発明は、
外部入力信号又は操作手段から入力される操作信号に基づいて制御対象を制御するコントローラにおいて、請求項１〜請求項６のいずれかに記載の電源制御装置を備えることを特徴とするコントローラである。
【発明の効果】
【００２７】
本発明であれば、第２の出力回路からフィールド機器駆動用の電源をＩ／Ｏモジュールに供給する定常状態と、外部の動作用電源から第２の出力回路と略等しい電圧値で供給される電源をフィールド機器駆動用の電源としてＩ／Ｏモジュールに直接供給する非定常状態とを切り替え制御する切替制御手段を、備えたことにより、設置環境における電源設備事情によらずコントローラのＩ／Ｏモジュール数を変更可能とすることができる。
【００２８】
また本発明であれば、直接供給制御スイッチの電源ラインと、第２の出力回路の出力をダイオードで付き合わせる構成とし、直接供給制御スイッチが切替制御手段による切替制御に基づき動作用電源からＩ／Ｏモジュールへの直接的な電源供給のオンオフ制御をすることにより、電源制御装置の出力側２４Ｖの電力を増加させたい時にのみ、その機能を働かせるようにできる点で有効である。
すなわち、Ｉ／Ｏモジュールへの直接的な電源供給が行なわれるときでも第２の出力回路が停止することなく、電源モジュールの第２の出力端を介してＩ／Ｏモジュールに出力でき、第２の出力回路の電源供給と動作用電源からの電源供給を併用することができることになる。このため電源制御装置の出力側２４Ｖの電力を増加させたい時にのみ、その機能を働かせるようにできる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明に係る電源制御装置およびこれを用いたコントローラの一実施例を示す構成図である。
【図２】本発明に係る電電源制御装置およびこれを用いたコントローラの他の実施例を示す構成図である。
【図３】従来のコントローラの一例を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
＜第１の実施例＞
（構成の説明）
図１は、本発明に係る電源制御装置およびこれを用いたコントローラの一実施例を示す構成図であり図３と共通する部分には同一の符号を付けて適宜説明を省略する。
図３との相違点は、主に、第２の出力回路（２４Ｖ出力回路）からフィールド機器駆動用の電源をＩ／Ｏモジュールに供給する定常状態と、外部の動作用電源から第２の出力回路と略等しい電圧値で供給される電源をフィールド機器駆動用の電源としてＩ／Ｏモジュールに直接供給する非定常状態とを切り替え制御する切替制御手段を、備えたことにより、設置環境における電源設備事情によらずコントローラのＩ／Ｏモジュール数を変更可能とする点が相違する。
【００３１】
図１において、本発明のコントローラは、電源制御装置の一例である電源モジュール５、制御用のＣＰＵモジュール２、制御対象の機器に合わせたインターフェースを持つＩ／Ｏモジュール（入出力モジュール）３ａ、３ｂ、図示しない各種センサモジュール群などで構成される。
なお、Ｉ／Ｏモジュール３ａ、３ｂの電源供給部は、接続されているフィールド機器４〜７に２４Ｖで電源を供給する。
【００３２】
電源制御装置の一例である電源モジュール５は、Ｉ／Ｏモジュール３ａ、３ｂの駆動用の出力回路であって５Ｖ(ボルト)の電圧値で電源を供給する５Ｖ出力回路５１と、Ｉ／Ｏモジュール３ａ、３ｂに接続されるフィールド機器の駆動用であって２４Ｖ（ボルト）の電圧値で電源を供給する２４Ｖ出力回路５２と、切替制御手段５３と、直接供給制御スイッチ５４と、２４Ｖ出力回路駆動制御手段５（以下、駆動制御手段という）を備える。
５Ｖ出力回路５１は第１の出力回路の一例であり、２４Ｖ出力回路５２は第２の出力回路の一例である。
【００３３】
（主な構成要素の説明）
【００３４】
電源モジュール５は、図示しない電源コードを介してコンセントによるＡＣ（Alternating Current）電源などの外部の動作用電源５００と接続されている。動作用電源５００は、２４Ｖ出力回路と略等しい電圧値（２４Ｖ）で電源を供給する。
電源モジュール５は、動作用電源５００から電源供給を受け、コントローラが必要とする電圧に変換し、コントローラを構成する電源モジュール５以外のモジュール、具体的にはＣＰＵモジュール２、Ｉ／Ｏモジュール３ａ、３ｂ、各種センサモジュールのそれぞれに電源供給する。
【００３５】
切替制御手段５３は、２４Ｖ出力回路５２からフィールド機器駆動用の電源をＩ／Ｏモジュール３ａ、３ｂに供給する定常状態と、外部の動作用電源から２４Ｖ出力回路５２と略等しい電圧値で供給される電源をフィールド機器駆動用の電源としてＩ／Ｏモジュール３ａ、３ｂに直接供給する非定常状態とを切り替え制御する。
【００３６】
また、切替制御手段５３は、定常状態と非定常状態のいずれかの状態に切り替えるための切換命令が入力される入力手段の一例である２４Ｖ出力回路設定スイッチ５３ａと、切替命令に基づき直接供給制御スイッチ５４にオン信号またはオフ信号を出力し駆動制御手段５５にオフ信号またはオン信号を出力するオンオフ制御手段５３ｂとを備える。
【００３７】
２４Ｖ出力回路設定スイッチ５３ａは、外部からの入力によりスイッチがオフとなると電源制御装置を定常状態とする電気信号である切替命令をオンオフ制御手段５３ｂに出力する。また２４Ｖ出力回路設定スイッチ５３ａは、外部からの入力によりスイッチがオンとなると電源制御装置を非定常状態とする電気信号である切替命令をオンオフ制御手段５３ｂに出力する。
【００３８】
オンオフ制御手段５３ｂは、２４Ｖ出力回路設定スイッチ５３ａからの定常状態とする切替命令に基づいて直接供給制御スイッチ５４にオフ信号を出力するとともに駆動制御手段５５にオン信号を出力し、非定常状態とする切替命令に基づいて直接供給制御スイッチ５４にオン信号を出力するとともに駆動制御手段５５にオフ信号を出力する。
【００３９】
直接供給制御スイッチ５４は、動作用電源５００と電源をＩ／Ｏモジュール３ａ、３ｂに供給するための出力端とに相互接続された電源ライン１２０ａ上に設置される。
また直接供給制御スイッチ５４は、切替制御手段５３が定常状態に切り替えるときは動作用電源５００からフィールド機器駆動用の電源としてＩ／Ｏモジュール３ａ、３ｂに直接供給するオン状態とし、切替制御手段５３が非定常状態に切り替えるときは動作用電源５００からＩ／Ｏモジュール３ａ、３ｂへ電源の直接供給を止めるオフ状態とする。
【００４０】
駆動制御手段５５は、たとえば２４Ｖ出力回路５２内のスイッチなどであって、切替制御手段５３が定常状態に切り替えるときは２４Ｖ出力回路５２を駆動し、切替制御手段５３が非定常状態に切り替えるときは２４Ｖ出力回路５２の動作を停止させる。
【００４１】
（接続・配置関係の説明）
動作用電源５００は、電源ライン１００ａおよび１００ｂを介して５Ｖ出力回路５１と相互に接続され、電源の供給を行なう。
動作用電源５００は、電源ライン１１０ａおよび１１０ｂを介して２４Ｖ出力回路５２と相互に接続され、電源の供給を行なう。
【００４２】
５Ｖ出力回路５１は、電源ライン１００ｃを介して電源制御装置の第１の出力端と接続され、第１の出力端から５Ｖの電圧値で電源の供給を行なう。
２４Ｖ出力回路５２は、電源ライン１１０ｃを介して電源制御装置の第２の出力端と接続され、第２の出力端から２４Ｖの電圧値で電源の供給を行なう。
【００４３】
４Ｖ出力回路設定スイッチ５３ａは、電源ライン１００ａおよび電源ライン１１０ａと相互に接続され、直接供給制御スイッチ５４及び駆動制御手段５５と接続される。
【００４４】
直接供給制御スイッチ５４は、電源ライン１００ｂを介して動作用電源５００と接続され、電源ライン１２０ａを介して電源制御装置の第２の出力端と接続される。
すなわち、直接供給制御スイッチ５４がオン状態となると、動作用電源５００から電源ライン１００ｂ、１２０ａを介して第２の出力端から２４Ｖの電圧値で電源が直接供給されることになる。
【００４５】
（動作の説明）
このような構成により、本発明の電源制御装置およびこれを用いたコントローラは次の動作を行なう。以下、（Ａ）２４Ｖ出力回路設定スイッチ５３ａがオフのとき（定常状態）の動作と、（Ｂ）２４Ｖ出力回路設定スイッチ５３ａがオンのとき（非定常状態）の動作とに分けて説明する。
【００４６】
（Ａ）２４Ｖ出力回路設定スイッチ５３ａがオフのとき（定常状態）
動作用電源５００は、２４Ｖの電圧値で５Ｖ出力回路５１および２４Ｖ出力回路５２に電源を供給する。
２４Ｖ出力回路設定スイッチ５３ａが外部からの入力によりオフ状態となる（定常状態となる）と、オンオフ制御手段５３ｂは、２４Ｖ出力回路設定スイッチ５３からの電気信号に基づいて直接供給制御スイッチ５４にオフ信号を出力する。さらにオンオフ制御手段５３ｂは、駆動制御手段５５にオン信号を出力する。
【００４７】
駆動制御手段５５は２４Ｖ出力回路設定スイッチ５３ａから入力されるオン信号に基づき、２４Ｖ出力回路５２を駆動させる。すなわち駆動制御手段５５は切替制御手段５３が定常状態に切り替えるときは２４Ｖ出力回路５２を駆動することになる。
【００４８】
２４Ｖ出力回路５２は、動作用電源５００からの供給電源に基づき２４Ｖで第２の出力端を介してＩ／Ｏモジュール３ａ、３ｂ（を介してフィールド機器４〜７）に電源を供給する。
【００４９】
直接供給制御スイッチ５４は、オンオフ制御手段５３ｂからオフ信号が入力されるとスイッチをオフ状態として、動作用電源５００と第２の出力端の電気的接続を遮断する。
すなわち、この状態であれば、動作用電源５００からは電源ライン１００ｂ、１２０ａ、第２の出力端を介してＩ／Ｏモジュールへの直接的な電源の供給なくなり、２４Ｖ出力回路５２からのみの電源供給となることになる。
【００５０】
これにより、切替制御手段は、第２の出力回路からフィールド機器駆動用の電源をＩ／Ｏモジュールに供給する定常状態に切替制御することができる。
【００５１】
（Ｂ）２４Ｖ出力回路設定スイッチ５３ａがオンのとき（非定常状態）
一方、２４Ｖ出力回路設定スイッチ５３ａが外部からの入力によりオン状態となる（非定常状態となる）と、オンオフ制御手段５３ｂは、２４Ｖ出力回路設定スイッチ５３からの電気信号に基づいて直接供給制御スイッチ５４にオン信号を出力する。さらにオンオフ制御手段５３ｂは、駆動制御手段５５にオフ信号を出力する。
【００５２】
駆動制御手段５５は２４Ｖ出力回路設定スイッチ５３ａから入力されるオフ信号に基づき、２４Ｖ出力回路５２の動作を停止させる。すなわち駆動制御手段５５は切替制御手段５３が定常状態に切り替えるときは２４Ｖ出力回路５２の動作を停止することになる。
【００５３】
直接供給制御スイッチ５４は、オンオフ制御手段５３ｂからオン信号が入力されるとスイッチをオン状態として、動作用電源５００と第２の出力端を電気的に接続させる。
この状態であれば、動作用電源５００は、電源ライン１００ｂ、１２０ａ、第２の出力端を介してＩ／Ｏモジュールへ直接的に、そのまま電源を供給することができる。
【００５４】
これにより、切替制御手段は、外部の動作用電源から第２の出力回路と略等しい電圧値で供給される電源をフィールド機器駆動用の電源としてＩ／Ｏモジュールに直接供給する非定常状態に切替制御することができる。
【００５５】
この結果、本発明の電源制御装置およびこれを用いたコントローラは、第２の出力回路からフィールド機器駆動用の電源をＩ／Ｏモジュールに供給する定常状態と、外部の動作用電源から第２の出力回路と略等しい電圧値で供給される電源をフィールド機器駆動用の電源としてＩ／Ｏモジュールに直接供給する非定常状態とを切り替え制御する切替制御手段を、備えたことにより、設置環境における電源設備事情によらずコントローラのＩ／Ｏモジュール数を変更可能とすることができる。
【００５６】
なお（Ａ）、（Ｂ）いずれのときも、５Ｖ出力回路５１（第１の出力回路）は、動作用電源５００から供給された電源を５Ｖに変圧して、第１の出力端を介してＩ／Ｏモジュール３ａ、３ｂに電源を供給する。
【００５７】
＜第２の実施例＞
なお本発明の電源制御装置およびこれを用いたコントローラは、第１の実施例の構成の他に、直接供給制御スイッチ５４と第２の出力端を接続する電源ライン１２０ａと、２４Ｖ出力回路５２の出力をダイオードでカソードを付き合わせる構成とするものでもよい。
【００５８】
いいかえれば、直接供給制御スイッチ５４からの電流を一定方向に流す第１のダイオードと、２４Ｖ出力回路５２からの電流を一定方向に流し、カソードが第１のダイオードのカソードと接続される第２のダイオードを備え、第１および第２のダイオードからの電流がＩ／Ｏモジュールに供給されるような構成とするものでもよい。
【００５９】
図２は本発明の電源制御装置およびこれを用いたコントローラの他の実施例を示す構成図である。図２において、本実施例の電源制御装置は、５Ｖ出力回路５１、２４Ｖ出力回路５２、切替制御手段５３と直接供給制御スイッチ５４、ダイオード６００、ダイオード７００を備える。なお図１と共通する部分には同一の符号を付けて適宜説明を省略する。
【００６０】
ダイオード６００は、直接供給制御スイッチ５４と接続されていない端部とアノードとが接続され、カソードが第２の出力端と接続され、一定方向にのみ電流を流す。
【００６１】
ダイオード７００は、２４Ｖ出力回路５２の出力端とアノードとが接続され、カソードが第２の出力端と接続される形で配置され、一定方向にのみ電流を流す。
ダイオード６００のカソードとダイオード７００のカソードとは相互に接続されて、付き合わせた形に配置される。
【００６２】
切替制御手段５３は、２４Ｖ出力回路５２からフィールド機器駆動用の電源をＩ／Ｏモジュールに供給する定常状態と、外部の動作用電源から２４Ｖ出力回路５２と略等しい電圧値で供給される電源をフィールド機器駆動用の電源としてＩ／Ｏモジュールに直接供給する非定常状態とを切り替え制御する。
【００６３】
直接供給制御スイッチ５４は、切替制御手段５３が定常状態に切り替えるときは動作用電源５００からＩ／Ｏモジュールに直接供給するオン状態とし、切替制御手段５３が非定常状態に切り替えるときは動作用電源５００からＩ／Ｏモジュールへ電源の直接供給を止めるオフ状態とする。
【００６４】
この結果、本実施例の電源制御装置およびこれを用いたコントローラは、直接供給制御スイッチ５４の電源ライン１２０ａと、２４Ｖ出力回路５２の出力をダイオードで付き合わせる構成とし、直接供給制御スイッチ５４が切替制御手段５３による切替制御に基づき動作用電源５００からＩ／Ｏモジュールへの直接的な電源供給のオンオフ制御をすることにより、電源制御装置の出力側２４Ｖの電力を増加させたい時にのみ、その機能を働かせるようにできる点で有効である。
【００６５】
すなわち、Ｉ／Ｏモジュールへの直接的な電源供給が行なわれるときでも２４Ｖ出力回路５２が停止することなく、電源モジュールの第２の出力端を介してＩ／Ｏモジュール３ａ、３ｂに出力でき、２４Ｖ出力回路５２の電源供給と動作用電源５００からの電源供給を併用することができることになる。このため電源制御装置の出力側２４Ｖの電力を増加させたい時にのみ、その機能を働かせるようにできる。
【００６６】
＜その他の実施例＞
なお、第１の実施例の構成に、第２の実施例で示した直接供給制御スイッチ５４の電源ライン１２０ａと、２４Ｖ出力回路５２の出力をダイオード６００、７００で付き合わせる構成を加えるものであってもよい。この場合、切替制御手段５４が、２４Ｖ出力回路５２の電源供給または動作用電源５００からの電源供給のいずれかを選択するか、２４Ｖ出力回路５２の電源供給と動作用電源５００からの電源供給を併用するか、を切替制御するものでもよい。
【００６７】
この場合であれば、電源制御装置の出力側２４Ｖの電力を増加させたい時にのみ併用し、電力の増加が不要となれば択一的に選択することが可能となり省エネルギーに貢献することができる点で有効である。
【符号の説明】
【００６８】
５ 電源モジュール
５１ ５Ｖ出力回路
５２ ２４Ｖ出力回路
５３ 切替制御手段
５３ａ ２４Ｖ出力回路設定スイッチ
５３ｂ オンオフ制御手段
５４ 直接供給制御スイッチ
５５ 駆動制御手段
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の出力回路がコントローラが備えるＩ／Ｏモジュールを駆動するために電源を供給し、第２の出力回路がフィールド機器を駆動するために前記Ｉ／Ｏモジュールに電源を供給する電源制御装置において、
前記第２の出力回路からフィールド機器駆動用の電源をＩ／Ｏモジュールに供給する定常状態と、外部の動作用電源から前記第２の出力回路と略等しい電圧値で供給される電源をフィールド機器駆動用の電源として前記Ｉ／Ｏモジュールに直接供給する非定常状態とを切り替え制御する切替制御手段を、備えたことを特徴とする電源制御装置。
【請求項２】
前記動作用電源と前記Ｉ／Ｏモジュールに電源を供給するための出力端とに相互接続された電源ライン上に設置され、前記切替制御手段が非定常状態に切り替えるときは前記動作用電源から前記Ｉ／Ｏモジュールに直接供給するオン状態とし、前記切替制御手段が定常状態に切り替えるときは前記動作用電源から前記Ｉ／Ｏモジュールへ電源の直接供給を止めるオフ状態とする直接供給制御スイッチを、備えたことを特徴とする請求項１記載の電源制御装置。
【請求項３】
前記切替制御手段が定常状態に切り替えるときは前記第２の出力回路を駆動し、前記切替制御手段が非定常状態に切り替えるときは前記第２の出力回路を停止する駆動制御手段を、備えたことを特徴とする請求項１または２記載の電源制御装置。
【請求項４】
前記切替制御手段は、
前記定常状態と前記非定常状態のいずれかの状態に切り替えるための切換命令が入力される入力手段と、
前記切替命令に基づき前記直接供給制御スイッチにオン信号またはオフ信号を出力し前記駆動制御手段にオフ信号またはオン信号を出力するオンオフ制御手段を備えたことを特徴とする請求項３記載の電源制御装置。
【請求項５】
オンオフ制御手段は、
前記定常状態とする切替命令に基づいて前記直接供給制御スイッチにオフ信号を出力するとともに前記駆動制御手段にオン信号を出力し、前記非定常状態とする切替命令に基づいて前記直接供給制御スイッチにオン信号を出力するとともに前記駆動制御手段にオフ信号を出力することを特徴とする請求項４記載の電源制御装置。
【請求項６】
前記直接供給制御スイッチからの電流を一定方向に流す第１のダイオードと、
前記前記第２の出力回路からの電流を一定方向に流し、カソードが前記第１のダイオードのカソードと接続される第２のダイオードを、備え、
前記第１および第２のダイオードからの電流が前記Ｉ／Ｏモジュールに供給されることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の電源制御装置。
【請求項７】
外部入力信号又は操作手段から入力される操作信号に基づいて制御対象を制御するコントローラにおいて、
請求項１〜請求項６のいずれかに記載の電源制御装置を備えることを特徴とするコントローラ。
【請求項１】
第１の出力回路がコントローラが備えるＩ／Ｏモジュールを駆動するために電源を供給し、第２の出力回路がフィールド機器を駆動するために前記Ｉ／Ｏモジュールに電源を供給する電源制御装置において、
前記第２の出力回路からフィールド機器駆動用の電源をＩ／Ｏモジュールに供給する定常状態と、外部の動作用電源から前記第２の出力回路と略等しい電圧値で供給される電源をフィールド機器駆動用の電源として前記Ｉ／Ｏモジュールに直接供給する非定常状態とを切り替え制御する切替制御手段を、備えたことを特徴とする電源制御装置。
【請求項２】
前記動作用電源と前記Ｉ／Ｏモジュールに電源を供給するための出力端とに相互接続された電源ライン上に設置され、前記切替制御手段が非定常状態に切り替えるときは前記動作用電源から前記Ｉ／Ｏモジュールに直接供給するオン状態とし、前記切替制御手段が定常状態に切り替えるときは前記動作用電源から前記Ｉ／Ｏモジュールへ電源の直接供給を止めるオフ状態とする直接供給制御スイッチを、備えたことを特徴とする請求項１記載の電源制御装置。
【請求項３】
前記切替制御手段が定常状態に切り替えるときは前記第２の出力回路を駆動し、前記切替制御手段が非定常状態に切り替えるときは前記第２の出力回路を停止する駆動制御手段を、備えたことを特徴とする請求項１または２記載の電源制御装置。
【請求項４】
前記切替制御手段は、
前記定常状態と前記非定常状態のいずれかの状態に切り替えるための切換命令が入力される入力手段と、
前記切替命令に基づき前記直接供給制御スイッチにオン信号またはオフ信号を出力し前記駆動制御手段にオフ信号またはオン信号を出力するオンオフ制御手段を備えたことを特徴とする請求項３記載の電源制御装置。
【請求項５】
オンオフ制御手段は、
前記定常状態とする切替命令に基づいて前記直接供給制御スイッチにオフ信号を出力するとともに前記駆動制御手段にオン信号を出力し、前記非定常状態とする切替命令に基づいて前記直接供給制御スイッチにオン信号を出力するとともに前記駆動制御手段にオフ信号を出力することを特徴とする請求項４記載の電源制御装置。
【請求項６】
前記直接供給制御スイッチからの電流を一定方向に流す第１のダイオードと、
前記前記第２の出力回路からの電流を一定方向に流し、カソードが前記第１のダイオードのカソードと接続される第２のダイオードを、備え、
前記第１および第２のダイオードからの電流が前記Ｉ／Ｏモジュールに供給されることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の電源制御装置。
【請求項７】
外部入力信号又は操作手段から入力される操作信号に基づいて制御対象を制御するコントローラにおいて、
請求項１〜請求項６のいずれかに記載の電源制御装置を備えることを特徴とするコントローラ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２０１１−１８７０２７（Ｐ２０１１−１８７０２７Ａ）
【公開日】平成２３年９月２２日（２０１１．９．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−５４７５５（Ｐ２０１０−５４７５５）
【出願日】平成２２年３月１１日（２０１０．３．１１）
【出願人】（０００００６５０７）横河電機株式会社 (4,443)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年９月２２日（２０１１．９．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年３月１１日（２０１０．３．１１）
【出願人】（０００００６５０７）横河電機株式会社 (4,443)
【Ｆターム（参考）】
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