特許 6981368 制御システムおよび電源ユニット

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6981368

(24)【登録日】2021年11月22日

(45)【発行日】2021年12月15日

(54)【発明の名称】制御システムおよび電源ユニット

(51)【国際特許分類】

   H02M 3/28 20060101AFI20211202BHJP

   G05B 19/05 20060101ALI20211202BHJP

【ＦＩ】

   H02M3/28 W

   G05B19/05 Z

【請求項の数】11

【全頁数】24

(21)【出願番号】特願2018-108023(P2018-108023)

(22)【出願日】2018年6月5日

(65)【公開番号】特開2019-213354(P2019-213354A)

(43)【公開日】2019年12月12日

【審査請求日】2020年12月11日

(73)【特許権者】

【識別番号】000002945

【氏名又は名称】オムロン株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001195

【氏名又は名称】特許業務法人深見特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】岡 誠治

(72)【発明者】

【氏名】大垣 龍男

(72)【発明者】

【氏名】小松原 賢治

【審査官】 柳下 勝幸

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１１−１２５１３２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−１４２０５２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−０７２７９７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０８−０９５６５２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開昭５９−１７１４１８（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開２００６−１５７５９１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１５／１３６９７３（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０２Ｍ ３／２８

Ｇ０５Ｂ １９／０５

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

制御システムであって、
外部電源を受けて、第１の制御演算を実行する第１の演算ユニットに対して電力を供給する第１の電源ユニットと、
前記外部電源を受けて、第２の制御演算を実行する第２の演算ユニットに対して電力を供給する第２の電源ユニットとを備え、
前記第１および第２の電源ユニットの各々は、
前記外部電源からの電力を所定電圧の電力に変換する電力変換部と、
前記電力変換部での電力変換動作を制御するコントローラと、
前記コントローラを動作させるための動作電力を供給する電力供給部とを含み、
前記電力供給部の各々は、蓄電部を有するとともに、前記外部電源の供給開始後、前記蓄電部が所定の蓄電状態になった後に、前記動作電力の供給を開始するように構成されており、
前記第１の電源ユニットの前記電力供給部における前記外部電源の供給開始後の前記動作電力の供給を開始するまでの第１期間は、前記第２の電源ユニットの前記電力供給部における前記外部電源の供給開始後の前記動作電力の供給を開始するまでの第２期間とは異なるように構成されている、制御システム。

【請求項2】

前記電力供給部の各々は、前記外部電源から前記蓄電部への電力供給に係る時定数が異なるように構成されている、請求項１に記載の制御システム。

【請求項3】

前記電力供給部の各々は、前記蓄電部に直列に接続された制限抵抗を有し、
前記第１の電源ユニットの前記電力供給部における第１蓄電部の静電容量と第１制限抵抗の抵抗値に基づく前記時定数と、前記第２の電源ユニットの前記電力供給部の第２蓄電部における静電容量と第２制限抵抗の抵抗値に基づく前記時定数とが異なる、請求項２に記載の制御システム。

【請求項4】

前記第１制限抵抗および前記第２制限抵抗の少なくともいずれかの抵抗値は、前記第１および第２の電源ユニットの少なくともいずれかに設けられたハードスイッチにより変更可能に構成されている、請求項３に記載の制御システム。

【請求項5】

前記第１蓄電部および前記第２蓄電部の少なくともいずれかの静電容量は、前記第１および第２の電源ユニットの少なくともいずれかに設けられたハードスイッチにより変更可能に構成されている、請求項３または４に記載の制御システム。

【請求項6】

前記第１制限抵抗および前記第２制限抵抗の少なくともいずれかの抵抗値は、外部装置からの通信により変更可能に構成されている、請求項３〜５のいずれか１項に記載の制御システム。

【請求項7】

前記第１蓄電部および前記第２蓄電部の少なくともいずれかの静電容量は、外部装置からの通信により変更可能に構成されている、請求項３〜６のいずれか１項に記載の制御システム。

【請求項8】

ユーザに対して前記通信に関する情報を表示する表示部を有する前記外部装置をさらに備える、請求項６または７に記載の制御システム。

【請求項9】

前記第１の制御演算は、第１の制御対象を制御する演算処理であり、
前記第２の制御演算は、前記第１の制御対象が制御可能な状態であることを条件に、第２の制御対象を制御する、請求項１〜８のいずれか１項に記載の制御システム。

【請求項10】

前記第２の演算ユニットは、前記電力が供給された後に所定の初期処理を実行すると、前記第２の制御演算をサイクリックに実行する、請求項１〜９のいずれか１項に記載の制御システム。

【請求項11】

外部電源からの電力を所定電圧の電力に変換する電力変換部と、
前記電力変換部での電力変換動作を制御するコントローラと、
前記コントローラを動作させるための動作電力を供給する電力供給部とを含み、
前記電力供給部は、蓄電部を有するとともに、前記外部電源の供給開始後、前記蓄電部が所定の蓄電状態になった後に、前記動作電力の供給を開始するように構成されており、
前記電力供給部における前記外部電源の供給開始後の前記動作電力の供給を開始するまでの第１期間が変更可能に構成されている、電源ユニット。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、制御システムに関し、より特定的には、ユニット間で連携する技術に関する。

【背景技術】

【0002】

ＦＡ（Factory Automation）を用いた生産現場などでは、一般的に複数の演算ユニットが互いに連携するシステムが導入されることもある。このようなシステムにおいては、演算ユニットの各々に電源ユニットが配置され、電源ユニットから演算ユニットに電力が供給される。電源ユニットに関して、特開２０１１−１２５１３２号公報（特許文献１）は、「起動する入力電圧および起動時間を設定できるとともに、起動後の損失を低減するスイッチング電源」を開示している（［要約］）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１１−１２５１３２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ここで、特許文献１は、複数の演算ユニットが連携するシステムについて何ら考慮されていない。また、特許文献１は、設定段階で固定的に起動タイミングを設定できるにすぎない。

【0005】

本開示は上述のような問題点を解決するためになされたものであって、ある局面における目的は、ユニット間の連携をより容易に実現できる技術を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本開示の一例では、制御システムであって、外部電源を受けて、第１の制御演算を実行する第１の演算ユニットに対して電力を供給する第１の電源ユニットと、上記外部電源を受けて、第２の制御演算を実行する第２の演算ユニットに対して電力を供給する第２の電源ユニットとを備える。上記第１および第２の電源ユニットの各々は、上記外部電源からの電力を所定電圧の電力に変換する電力変換部と、上記電力変換部での電力変換動作を制御するコントローラと、上記コントローラを動作させるための動作電力を供給する電力供給部とを含む。上記電力供給部の各々は、蓄電部を有するとともに、上記外部電源の供給開始後、上記蓄電部が所定の蓄電状態になった後に、上記動作電力の供給を開始するように構成されている。上記第１の電源ユニットの上記電力供給部における上記外部電源の供給開始後の上記動作電力の供給を開始するまでの第１期間は、上記第２の電源ユニットの上記電力供給部における上記外部電源の供給開始後の上記動作電力の供給を開始するまでの第２期間とは異なるように構成されている。

【0007】

この開示によれば、ＰＬＣシステムは、各演算ユニットが連携して処理を行う場合に、電源ユニットの起動タイミングを適正なタイミングに設定できる。

【0008】

本開示の一例では、上記電力供給部の各々は、上記外部電源から上記蓄電部への電力供給に係る時定数が異なるように構成されている。

【0009】

この開示によれば、ＰＬＣシステムは、各蓄電部が所定の蓄電状態となるまでの時間を個別に調整できる。

【0010】

本開示の一例では、上記電力供給部の各々は、上記蓄電部に直列に接続された制限抵抗を有する。上記第１の電源ユニットの上記電力供給部における第１蓄電部の静電容量と第１制限抵抗の抵抗値に基づく上記時定数と、上記第２の電源ユニットの上記電力供給部の第２蓄電部における静電容量と第２制限抵抗の抵抗値に基づく上記時定数とが異なる。

【0011】

この開示によれば、ＰＬＣシステムは、ＲＣ回路における制限抵抗の抵抗値を変更することで、各蓄電部への電力供給のタイミングを異なるタイミングに調整できる。

【0012】

本開示の一例では、上記第１制限抵抗および上記第２制限抵抗の少なくともいずれかの抵抗値は、上記第１および第２の電源ユニットの少なくともいずれかに設けられたハードスイッチにより変更可能に構成されている。

【0013】

この開示によれば、ＰＬＣシステムは、ユーザによるハードスイッチを用いた制限抵抗の抵抗値の変更を容易に受け付けることができる。

【0014】

本開示の一例では、上記第１蓄電部および上記第２蓄電部の少なくともいずれかの静電容量は、上記第１および第２の電源ユニットの少なくともいずれかに設けられたハードスイッチにより変更可能に構成されている。

【0015】

この開示によれば、ＰＬＣシステムは、ユーザによるハードスイッチを用いた蓄電部の静電容量の変更を容易に受け付けることができる。

【0016】

本開示の一例では、上記第１制限抵抗および上記第２制限抵抗の少なくともいずれかの抵抗値は、外部装置からの通信により変更可能に構成されている。

【0017】

この開示によれば、ＰＬＣシステムは、制限抵抗の抵抗値を容易に変更可能な環境をユーザに提供できる。

【0018】

本開示の一例では、上記第１蓄電部および上記第２蓄電部の少なくともいずれかの静電容量は、外部装置からの通信により変更可能に構成されている。

【0019】

この開示によれば、ＰＬＣシステムは、蓄電部の静電容量を容易に変更可能な環境をユーザに提供できる。

【0020】

本開示の一例では、ユーザに対して上記通信に関する情報を表示する表示部を有する上記外部装置をさらに備える。

【0021】

この開示によれば、ＰＬＣシステムは、ユーザがサポート装置のディスプレイに表示された画像を見ながら、各電源ユニットに対する設定を容易に行えるシステム環境を提供できる。

【0022】

本開示の一例では、上記第１の制御演算は、第１の制御対象を制御する演算処理である。上記第２の制御演算は、上記第１の制御対象が制御可能な状態であることを条件に、第２の制御対象を制御する。

【0023】

この開示によれば、ＰＬＣシステムは、複数の演算ユニットが連携して行う処理を適正な順序で実行させることができる。

【0024】

本開示の一例では、第２の演算ユニットは、上記電力が供給された後に所定の初期処理を実行すると、上記第２の制御演算をサイクリックに実行する。

【0025】

この開示によれば、ＰＬＣシステムは、各演算ユニットが連携して行う処理を繰り返し実行させることができる。

【0026】

本開示の一例では、外部電源からの電力を所定電圧の電力に変換する電力変換部と、上記電力変換部での電力変換動作を制御するコントローラと、上記コントローラを動作させるための動作電力を供給する電力供給部とを含む。上記電力供給部は、蓄電部を有するとともに、上記外部電源の供給開始後、上記蓄電部が所定の蓄電状態になった後に、上記動作電力の供給を開始するように構成されている。上記電力供給部における上記外部電源の供給開始後の上記動作電力の供給を開始するまでの第１期間が変更可能に構成されている。

【0027】

この開示によれば、電源ユニットは、各演算ユニットが連携して処理を行う場合に、起動タイミングを適正なタイミングに設定できる。

【発明の効果】

【0028】

ある局面において、ユニット間の連携をより容易に実現できる技術を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0029】

【図1】本実施の形態に従うＰＬＣシステム１の構成例について説明する模式図である。

【図2】本実施の形態に従う各電源ユニット１００の電力変換の処理を表わす図である。

【図3】本実施の形態に従う外部電源からの入力電力の供給が開始されてから各コントローラ３１に動作電力が供給されるまでの期間を示すタイムチャートである。

【図4】本実施の形態に従う電源ユニット１００の回路構成の一例を表わす図である。

【図5】本実施の形態に従う抵抗値が変更可能な制限抵抗３４を含む回路構成の一例を示す図である。

【図6】本実施の形態に従う静電容量が変更可能な蓄電部３３を含む回路構成例を示す図である。

【図7】本実施の形態に従う整流回路２１から蓄電部３３への電力の供給経路を変更（切断）する回路構成例を示す図である。

【図8】本実施の形態に従う制限抵抗３４の抵抗値を変更する構成例を示す図である。

【図9】本実施の形態に従う制限抵抗３４の抵抗値を変更する他の構成例を示す図である。

【図10】本実施の形態に従う演算ユニット１０のハードウェア構成と演算ユニット１０と通信する他の装置の構成の一例を表わす図である。

【図11】本実施の形態に従う各ＰＬＣ２が連携して制御対象を制御する場合の処理について説明する図である。

【図12】本実施の形態に従う運転順序の条件を満たす場合の起動順序の条件と、満たさない場合の起動順序の条件とについて説明する図である。

【図13】本実施の形態に従うＰＬＣシステム１に適用されるサポート装置３００のハードウェア構成例を示す模式図である。

【図14】本実施の形態に従うサポート装置３００を用いた起動順序の設定について説明する図である。

【図15】本実施の形態に従う起動順序の入力画面５１１の一例を表わす図である。

【図16】本実施の形態に従う起動順序の設定データの一例を表わす図である。

【図17】本実施の形態に従うＰＬＣ２が入力電力の供給を受けてから制御演算の実行を開始するまでの処理を示す図である。

【図18】本実施の形態に従う演算ユニット１０の状態とタイマー６０２の計測状態とを示すタイムチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0030】

以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明は繰り返さない。

【0031】

＜ＰＬＣシステムの構成例＞
最初に図１を参照してＰＬＣシステム１について説明する。図１は、本実施の形態に従うＰＬＣシステム１の構成例について説明する模式図である。ＰＬＣシステム１は、設備および装置などの制御対象を制御し、生産工程を自動化するための制御システムである。ＰＬＣシステム１は、ＰＬＣ２ＡおよびＰＬＣ２Ｂの複数のＰＬＣを有する。以下では、ＰＬＣ２ＡおよびＰＬＣ２Ｂを総称してＰＬＣ２ともいう。また、本実施の形態では、ＰＬＣシステム１の一例として、２つのＰＬＣ２（ＰＬＣ２Ａおよび２Ｂ）について説明する。ＰＬＣ２は、典型的には、ＣＰＵユニット１０と、電源ユニット１００と、Ｉ／Ｏ（Input/Output）ユニット２００とを含む。ＣＰＵユニット１０は、制御プログラムに基づく制御演算を実行する演算ユニットである。以下、ＣＰＵユニット１０を演算ユニット１０ともいう。電源ユニット１００は、主電源スイッチＰＳがＯＮになると外部電源（図示しない）からの電力を受け付ける。電源ユニット１００は受け付けた電力を変換して、演算ユニット１０およびＩ／Ｏユニット２００に対して供給電力を供給する。Ｉ／Ｏユニット２００は、システムバス２０２を介して演算ユニット１０と接続され、演算ユニット１０との信号の遣り取りを行うとともに、フィールドからの信号を遣り取りする。

【0032】

＜適用例＞
次に、図２を参照して、本発明が適用される場面の一例について説明する。図２は、本実施の形態に従う各電源ユニット１００の電力変換の処理を表わす図である。以下では、ＰＬＣ２Ａの電源ユニット１００を第１電源ユニット１００Ａ、ＰＬＣ２Ｂの電源ユニット１００を第２電源ユニット１００Ｂとして説明する。また、以下では、ＰＬＣ２Ａの演算ユニット１０を第１演算ユニット１０Ａ、ＰＬＣ２Ｂの演算ユニット１０を第２演算ユニット１０Ｂとして説明する。本実施の形態では、主電源スイッチＰＳがＯＮ状態になると、第１電源ユニット１００Ａと第２電源ユニット１００Ｂとに外部電源からの電力が供給される。第１電源ユニット１００Ａおよび第２電源ユニット１００Ｂは、電力変換部２０１とドライブ制御部３０１とを含む。電力変換部２０１は、外部電源からの入力電力を所定電圧に変換し、電圧変換後の電力（供給電力）を演算ユニット１０に供給する。より具体的には、第１電源ユニット１００Ａの電力変換部２０１は、第１演算ユニット１０Ａに供給電力を供給し、第２電源ユニット１００Ｂは、第２演算ユニット１０Ｂに供給電力を供給する。このような電力変換部２０１による電力の電圧変換は、ドライブ制御部３０１の制御により実行される。

【0033】

ドライブ制御部３０１は、電力変換部２０１の駆動を制御する。ドライブ制御部３０１は、コントローラ３１と電力供給部３２とを含む。コントローラ３１は、ＰＷＭ信号を電力変換部２０１に出力して、電力変換部２０１に含まれるレギュレータを駆動させる制御を行う。電力供給部３２は、コントローラ３１が動作するための動作電力を供給する。電力供給部３２は、蓄電部３３を有する。蓄電部３３は、たとえばキャパシタであり、外部電源からの入力電力が蓄電される。蓄電部３３は、入力電力が蓄電されて所定の蓄電状態となると、コントローラ３１に動作電力の供給を開始する。

【0034】

ここで、第１電源ユニット１００Ａへの入力電力の供給開始後、コントローラ３１に動作電力の供給を開始するまでの期間を第１期間Ｔ１とする。この第１期間Ｔ１の間に、第１電源ユニット１００Ａに含まれる構成の一つである蓄電部３３が所定の蓄電状態となる。また、第２電源ユニット１００Ｂへの入力電力の供給開始後、コントローラ３１に動作電力の供給を開始するまでの期間を第２期間Ｔ２とする。この第２期間Ｔ２の間に、第２電源ユニット１００Ｂに含まれる構成の一つである蓄電部３３が所定の蓄電状態となる。なお、第１期間Ｔ１と第２期間Ｔ２とは異なる期間となる。

【0035】

図３を参照して、第１期間Ｔ１と第２期間Ｔ２とについて具体的に説明する。図３は、本実施の形態に従う外部電源からの入力電力の供給が開始されてから各コントローラ３１に動作電力が供給されるまでの期間を示すタイムチャートである。図３では、横軸の時間（ｍｓｅｃ）に応じた、各電源ユニット１００への入力電力の供給開始タイミングと、各コントローラ３１への動作電力の供給開始タイミングとが示されている。時刻ｔ０で外部電源から第１電源ユニット１００Ａの電力供給部３２に入力電力の供給が開始される。電力供給部３２の蓄電部３３は、入力電力の供給により時刻ｔ０から時刻ｔ１までの第１期間Ｔ１の間に電力を蓄電する。第１電源ユニット１００Ａの電力供給部３２は、時刻ｔ１で蓄電部３３が所定の蓄電状態になると、コントローラ３１に動作電力の供給を開始する。これに対して、第２電源ユニット１００Ｂの電力供給部３２は、時刻ｔ０で外部電源からの入力電力の供給が開始される。電力供給部３２の蓄電部３３は、入力電力の供給により時刻ｔ０から時刻ｔ２までの第２期間Ｔ２の間に電力を蓄電する。第２電源ユニット１００Ｂの電力供給部３２は、時刻ｔ２で蓄電部３３が所定の蓄電状態になると、コントローラ３１に動作電力の供給を開始する。

【0036】

ここで、外部電源からの入力電力が同じタイミングで供給されているにもかかわらず、第１電源ユニット１００Ａのコントローラ３１に動作電力の供給が開始されるタイミング（時刻ｔ１）と、第２電源ユニット１００Ｂのコントローラ３１に動作電力の供給が開始されるタイミング（時刻ｔ２）とが異なるのは、たとえば、次の理由による。ＰＬＣ２ＡとＰＬＣ２Ｂとのそれぞれが制御対象を有しており、演算ユニット１０が連携してこれらの制御対象を動作させる場合に、それぞれの制御対象を運転する順番（運転順序の条件）が予め定まっていることがある。運転順序の条件としては、たとえば、ＰＬＣ２Ａの制御対象を先に運転可能な状態とし、その後にＰＬＣ２Ｂの制御対象を運転可能な状態とするという条件である。このような運転順序の条件を満たすためには、ＰＬＣ２Ｂの第２電源ユニット１００ＢよりもＰＬＣ２Ａの第１電源ユニット１００Ａへの動作電力の供給開始タイミングを早いタイミングとする必要がある。すなわち、ＰＬＣ２Ａの第１演算ユニット１０ＡがＰＬＣ２Ｂの第２演算ユニット１０Ｂよりも先に制御対象が運転可能な状態となるように電力の供給が行われる必要がある。このような理由により、ＰＬＣシステム１は、第１電源ユニット１００Ａのコントローラ３１に動作電力が供給されるまでの期間と、第２電源ユニット１００Ｂのコントローラ３１に動作電力が供給されるまでの期間とを異なる期間とする。これにより、ＰＬＣシステム１は、各演算ユニット１０が連携して処理を行う場合に、電源ユニット１００の起動タイミングを適正なタイミングに設定できる。

【0037】

＜電源ユニットの構成例＞
次に、図４を参照して電源ユニット１００の構成例について説明する。図４は、本実施の形態に従う電源ユニット１００の回路構成の一例を表わす図である。電源ユニット１００は、たとえばスイッチング電源装置である。電源ユニット１００は、入力部１１Ａと、電源部２０Ｂと、出力部３０Ｃとを含む。

【0038】

入力部１１Ａは、交流電源（たとえば、５０Ｈｚ／６０Ｈｚ、１００Ｖ／２００Ｖの商用電源）に接続される。入力部１１Ａは、入力端子１４と、入力端子１４に接続されたヒューズ５５とを含む。ヒューズ５５は、本実施の形態における保護回路の一例である。

【0039】

電源部２０Ｂは、入力部１１Ａから入力された電力に基づいて、演算ユニット１０を駆動させる電力を発生させる。一例として、電源部２０Ｂは、整流回路２１と、トランス２２と、スイッチング素子としてのＭＯＳＦＥＴ２３と、整流・平滑回路２４と、ノイズフィルタ２５と、キャパシタ２７と、過電流検出回路２９と、電圧検出回路４４と、フォトカプラ４３と、キャパシタ４５と、キャパシタ４６と、ドライブ制御部３０１とを含む。なお、電源部２０Ｂの電力変換部２０１を構成する要素としては、整流回路２１と、トランス２２と、ＭＯＳＦＥＴ２３と、整流・平滑回路２４と、キャパシタ２７と、過電流検出回路２９と、電圧検出回路４４と、フォトカプラ４３とがあげられる。

【0040】

ノイズフィルタ２５は、ＩＮＰＵＴに入力された交流電圧に重畳した高周波のノイズ成分に対してフィルタリングを施し、ノイズ成分を除去した交流電圧を整流回路２１に供給する。キャパシタ２７は、全波整流後の電圧をチャージするとともにトランス２２に供給する。より具体的には、キャパシタ２７は、全波整流後の一部の電圧をチャージするとともに、残りの電力の電圧を平滑化してトランス２２に供給する。なお、整流回路２１は、全波整流後の電力をキャパシタ２７とともにドライブ制御部３０１にも供給する。

【0041】

トランス２２は、一次巻線２２ｐ，二次巻線２２ｓおよび補助巻線２２ａを備え、一次巻線２２ｐに発生した高周波パルス電圧を二次巻線２２ｓおよび補助巻線２２ａに誘導する。二次巻線２２ｓに誘導された高周波パルス電圧は、直流出力に利用され、補助巻線２２ａに誘導された高周波パルス電圧は、ドライブ制御部３０１の供給される。

【0042】

整流・平滑回路２４は、ダイオードの半波整流回路およびキャパシタで構成され、トランス２２の二次巻線２２ｓに誘導された高周波パルス電圧を半波整流した後に平滑して所定の出力電圧および出力電流を有する直流出力の電力を発生させる。電圧検出回路４４は、直流電圧を検出する。フォトカプラ４３は、検出された電圧に応じた信号をドライブ制御部３０１に出力する。

【0043】

ドライブ制御部３０１は、整流回路２１により全波整流された電力や、補助巻線２２ａに誘導された高周波パルス電圧の入力を受けて、電力変換部２０１での電力変換動作を制御する。ドライブ制御部３０１は、コントローラ３１を含む。コントローラ３１は、ＰＷＭ（Pulse Width Modulation）信号発生器、フィードバック制御回路、ＯＣＰ（Over Current Protect）端子、スイッチング駆動端子、駆動電源端子などを備えた制御ＩＣで構成される。コントローラ３１は、ＰＷＭ信号をＭＯＳＦＥＴ２３のゲートに供給してＭＯＳＦＥＴ２３を駆動する。より具体的には、電圧検出回路４４で検出された二次側の電圧が、フォトカプラ４３を介して、ドライブ制御部３０１に帰還される。コントローラ３１は、帰還された電圧に基づいて、ＰＷＭ信号のデューティ比を変更し、出力電圧が所定の電圧となるようにＭＯＳＦＥＴ２３を駆動する。

【0044】

ＭＯＳＦＥＴは２３は、トランス２２の一次巻線２２ｐと直列に接続される。ＭＯＳＦＥＴ２３は、コントローラ３１から供給されたＰＷＭ信号に応答して一次側電圧を断続して、トランス２２の一次巻線２２ｐに高周波パルス電圧を発生させる。電源部２０Ｂで発生した電圧は、出力部３０Ｃから出力される。出力部３０Ｃは、電源部２０Ｂにより生成された電圧を出力する。出力部３０Ｃは、出力端子３７（ＤＣ ＯＵＴＰＵＴ）および出力端子４７（電断検出信号）を含む。図３に示された構成では、出力電圧として直流電圧が出力される。

【0045】

また、ノイズフィルタ２５によりノイズ成分が除去された交流電圧は、ダイオード２８を介して、電断検出回路６０１に入力される。電断検出回路６０１は、入力電力の供給の有無を検出する回路である。電断検出回路６０１は、入力電力が供給されると電源が遮断されていないことを示す信号（電断検出信号）を演算ユニット１０に出力する。

【0046】

＜ドライブ制御部の回路構成＞
次に、図５〜図９を参照して、ドライブ制御部３０１の具体的な構成例について説明する。図５は、本実施の形態に従う抵抗値が変更可能な制限抵抗３４を含む回路構成の一例を示す図である。図５のドライブ制御部３０１は、コントローラ３１と、電力供給部３２と、ダイオード３５と定電圧回路３６とを含む。コントローラ３１は、電力供給部３２から供給される電力を定電圧回路３６を介して受け付けることで駆動するための制御電圧Ｖｃｃを確保する。定電圧回路３６は、トランジスタと抵抗とツェナーダイオードとで構成される安定化回路である。コントローラ３１に供給される制御電圧Ｖｃｃの電圧値は、たとえば５Ｖである。また、コントローラ３１には、補助巻線２２ａに誘導される高周波パルス電圧がダイオード３５を介して入力される。

【0047】

電力供給部３２は、蓄電部３３と制限抵抗３４とを含む。蓄電部３３は、整流回路２１からの全波整流後の電力の電圧をチャージするキャパシタである。蓄電部３３の静電容量は、たとえば１０μＦである。蓄電部３３が所定の蓄電状態となるまでの時間は、制限抵抗３４の抵抗値が大きいほど長い時間となる。ドライブ制御部３０１は、たとえば、第２電源ユニット１００Ｂの電力供給部３２における制限抵抗３４の抵抗値を、第１電源ユニット１００Ａの電力供給部３２における制限抵抗３４の抵抗値よりも大きい値に設定する。このような設定により、第２電源ユニット１００Ｂの蓄電部３３が所定の蓄電状態となるまでの時間は、第１電源ユニット１００Ａの蓄電部３３が所定の蓄電状態となるまでの時間よりも長い期間となる（第２期間Ｔ２＞第１期間Ｔ１）。このように、各蓄電部３３が所定の蓄電状態となるタイミングに差を設けることで、コントローラ３１への動作電力の供給タイミングを異ならせることができる。

【0048】

上述のように、第１電源ユニット１００Ａの制限抵抗３４の抵抗値と、第２電源ユニット１００Ｂの制限抵抗３４の抵抗値とを異なる値に設定することで、蓄電部３３に蓄電する際の時定数が異なる値となる。これにより、ＰＬＣシステム１は、各蓄電部３３が所定の蓄電状態となるまでの時間を個別に調整できる。より具体的には、ＰＬＣシステム１は、第１電源ユニット１００Ａの電力供給部３２の蓄電部３３と制限抵抗３４とに基づく時定数と、第２電源ユニット１００Ｂの電力供給部３２の蓄電部３３と制限抵抗３４とに基づく時定数とを異ならせる。このように、ＰＬＣシステム１は、ＲＣ回路における制限抵抗の抵抗値を変更することで、各蓄電部への電力供給のタイミングを異なるタイミングに調整できる。

【0049】

また、抵抗値以外にも蓄電部３３の静電容量を変更することで、各電源ユニット１００の蓄電部３３における時定数を異なるようにしてもよい。図６を参照して静電容量の変更について説明する。図６は、本実施の形態に従う静電容量が変更可能な蓄電部３３を含む回路構成例を示す図である。図６では、上述の図５の回路構成について、制限抵抗３４を抵抗値が固定値の制限抵抗３４ａとし、蓄電部３３を静電容量が可変となる蓄電部３３ａの回路構成を例に説明する。

【0050】

ドライブ制御部３０１は、たとえば、第２電源ユニット１００Ｂの電力供給部３２における蓄電部３３の静電容量を、第１電源ユニット１００Ａの電力供給部３２における蓄電部３３ａの静電容量よりも大きい値に設定する。このような設定により、第２電源ユニット１００Ｂの蓄電部３３ａが所定の蓄電状態となるまでの時間は、第１電源ユニット１００Ａの蓄電部３３ａが所定の蓄電状態となるまでの時間よりも長い期間となる（第２期間Ｔ２＞第１期間Ｔ１）。このように、各蓄電部３３が所定の蓄電状態となるタイミングに差を設けることで、コントローラ３１への動作電力の供給タイミングを異ならせることができる。

【0051】

このように第１電源ユニット１００Ａの蓄電部３３ａの静電容量と、第２電源ユニット１００Ｂの蓄電部３３ａの静電容量とを異なる値に設定することで、蓄電部３３ａに蓄電される電圧の時定数が異なる値となる。これにより、ＰＬＣシステム１は、各蓄電部３３が所定の蓄電状態となるまでの時間を個別に調整できる。より具体的には、ＰＬＣシステム１は、第１電源ユニット１００Ａの電力供給部３２の蓄電部３３ａと制限抵抗３４ａとに基づく時定数と、第２電源ユニット１００Ｂの電力供給部３２の蓄電部３３ａと制限抵抗３４ａとに基づく時定数とを異ならせる。このように、ＰＬＣシステム１は、ＲＣ回路における制限抵抗の抵抗値を変更することで、各蓄電部３３ａが所定の蓄電状態となるまでの時間を個別に調整できる。なお、これまで説明した制限抵抗３４の抵抗値の変更や、蓄電部３３ａの静電容量の変更による時間の調整は、ユーザがＰＬＣシステム１を運用する段階で行うことが可能である。具体的には、ＰＬＣシステム１の設計段階後のユーザによる運用段階で、ＰＬＣ２の電源ユニット１００に設けられた後述するハードスイッチや、外部装置（たとえば、図１３に示すサポート装置３００）を用いた時間の調整が可能となる。

【0052】

次に、図７を参照して蓄電部３３への蓄電開始時と蓄電完了後とで電力の供給経路を変更する回路構成について説明する。図７は、本実施の形態に従う整流回路２１から蓄電部３３への電力の供給経路を変更（切断）する回路構成例を示す図である。電力供給部３２は、制限抵抗３４と、ＭＯＳＦＥＴ４０と、ツェナーダイオード３８と、ダイオード３９とを含む。制限抵抗３４の一端は、ＭＯＳＦＥＴ４０のソースと接続されている。制限抵抗３４の他端は、ダイオード３９を介して蓄電部３３と直列に接続されている。また、制限抵抗３４にはツェナーダイオード３８が並列に設けられており、制限抵抗３４の他端とツェナーダイオード３８のアノードとが接続されている。ツェナーダイオード３８のカソードはＭＯＳＦＥＴのゲートと接続されている。ＭＯＳＦＥＴのドレインはノードａと接続され、ノードａよりも前段（上流側）のノードｂとノードｃとの間には、第１複合回路４１が接続されている。第１複合回路４１は、直列に接続された複数のツェナーダイオードと複数の抵抗を含む回路である。また、ノードｃとグランドとの間には、第２複合回路４２が接続されている。第２複合回路４２は、直列に接続された複数のツェナーダイオードを含む回路である。このような回路構成において、整流回路２１により全波整流された電力がノードｂから第１複合回路４１を介してＭＯＳＦＥＴ４０に入力される。整流回路２１からの電力によりＭＯＳＦＥＴ４０のゲートはＯＮ状態となる。

【0053】

また、全波整流された電力は、ノードａ、制限抵抗３４、およびダイオード３９を介して、蓄電部３３に蓄電される。蓄電部３３が所定の蓄電状態となると、コントローラ３１への動作電力の供給が開始される。コントローラ３１への電力の供給開始後は、ＭＯＳＦＥＴ４０がＯＦＦとなり、整流回路２１により全波清流された電力は、ノードｂ、ノードｃ、およびツェナーダイオード３８、およびダイオード３９を介して蓄電部３３に蓄電される。このように、ドライブ制御部３０１は、蓄電部３３への蓄電開始時の電力供給経路と、蓄電完了後の電力供給経路とが異なる。これにより、ドライブ制御部３０１は、蓄電開始時はできるだけ短時間で蓄電部３３への蓄電を完了させることができるとともに、蓄電完了後は電力の損失を軽減させることができる。

【0054】

＜抵抗値と静電容量の変更の具体的な構成例＞
次に、図８および図９を参照して、上述の図５の回路構成を前提とする制限抵抗３４の具体的な構成例について説明する。図８は、本実施の形態に従う制限抵抗３４の抵抗値を変更する構成例を示す図である。図８に示す電力供給部３２の構成では、制限抵抗３４の抵抗値を変更する構成の一例として、ロータリースイッチ３４１が設けられている。制限抵抗３４の抵抗値は、ユーザによるロータリースイッチ３４１の操作に基づき、任意の値に変更可能となる。また、図９は、本実施の形態に従う制限抵抗３４の抵抗値を変更する他の構成例を示す図である。図９に示す電力供給部３２の構成では、制限抵抗３４の抵抗値を変更する構成の別の例として、ディップスイッチ３４２が設けられている。制限抵抗３４の抵抗値は、ユーザによるディップスイッチ３４２の操作に基づき任意の値に変更可能となる。このように、第１電源ユニット１００Ａの電力供給部３２における制限抵抗３４と、第２電源ユニット１００Ｂの電力供給部３２における制限抵抗３４との抵抗値の少なくともいずれかは、電源ユニット１００に設けられたハードスイッチにより変更可能となる。より具体的には、抵抗値の異なる各抵抗のうち、スイッチの切替えにより選択された抵抗が導通する。これにより、ＰＬＣシステム１は、ユーザによるハードスイッチを用いた制限抵抗３４の抵抗値の変更を容易に受け付けることができる。

【0055】

なお、上述の内容は制限抵抗３４について説明したが、ロータリースイッチ３４１やディップスイッチ３４２等のハードスイッチを電源ユニット１００に設けて蓄電部３３ａの静電容量を変更する構成としてもよい。このように、第１電源ユニット１００Ａの電力供給部３２における蓄電部３３ａと、第２電源ユニット１００Ｂの電力供給部３２における蓄電部３３ａとの静電容量の少なくともいずれかを電源ユニット１００に設けられたハードスイッチにより変更可能としてもよい。ユーザのハードスイッチの操作により、たとえば、並列に設けられ、静電容量の異なる複数のキャパシタの電気的な接続を切替えることで、静電容量の変更を可能とする。これにより、ＰＬＣシステム１は、ユーザによるハードスイッチを用いた蓄電部３３の静電容量の変更を容易に受け付けることができる。

【0056】

＜演算ユニットのハードウェア構成＞
次に、図１０を参照して演算ユニット１０の構成について説明する。図１０は、本実施の形態に従う演算ユニット１０のハードウェア構成と演算ユニット１０と通信する他の装置の構成の一例を表わす図である。演算ユニット１０は、演算処理部であり、プロセッサ１１と、電源回路１２０と、チップセット１３０と、ストレージ１５０と、主メモリ１６１と、内部バスコントローラ１６２と、上位ネットワークコントローラ１６３と、フィールドネットワークコントローラ１６５と、ＵＳＢインターフェース５１と、ＵＳＢコントローラ１８０と、メモリカードインターフェース５２と、メモリカードコントローラ１９０とを含む。

【0057】

プロセッサ１１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＭＰＵ（Micro Processing Unit）、ＧＰＵ（Graphics Processing Unit）などで構成される。プロセッサ１１としては、複数のコアを有する構成を採用してもよいし、プロセッサ１１を複数配置してもよい。すなわち、ＣＵＰユニット１０は、１または複数のプロセッサ１１、および／または、１または複数のコアを有するプロセッサ１１を有している。チップセット１３０は、プロセッサ１１および周辺エレメントを制御することで、演算ユニット１０全体としての処理を実現する。ストレージ１５０は、たとえば、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）やＳＳＤ（Solid State Drive）などの不揮発性記憶装置などで構成される。主メモリ１６１は、ＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory）やＳＲＡＭ（Static Random Access Memory）などの揮発性記憶装置などで構成される。

【0058】

プロセッサ１１は、ストレージ１５０に格納された各種プログラムを読出して、主メモリ１６１に展開して実行することで、制御対象に応じた制御、および、各種処理を実現する。ストレージ１５０には、基本的な機能を実現するためのシステムプログラム１５３に加えて、制御対象の製造装置や設備に応じて作成されるシーケンスプログラム１５２、ユーザプログラム１５１、および設定情報１５４が格納される。システムプログラム１５３は、演算ユニット１０として機能を提供するためのソフトウェア群である。

【0059】

ユーザプログラム１５１は、ユーザにおける制御目的に応じて作成される。すなわち、ＰＬＣシステム１を用いて制御する対象のライン（プロセス）などに応じて、任意に設計されるプログラムである。ユーザプログラム１５１は、シーケンスプログラム１５２と協働して、ユーザにおける制御目的を実現する。すなわち、ユーザプログラム１５１は、シーケンスプログラム１５２によって提供される命令、関数、機能モジュールなどを利用することで、プログラムされた動作を実現する。

【0060】

設定情報１５４は、演算ユニット１０を含むＰＬＣシステム１の構成や設定を定義する情報を含む。設定情報１５４は、フィールドネットワークＮ２に接続されているフィールド機器２２２に関連付けられた、ユーザプログラムや設定値の情報、および、上位ネットワークＮ１に接続されている装置に関連付けられた、ユーザプログラムや設定値の情報を含む。上位ネットワークコントローラ１６３は、上位ネットワークＮ１を介して、サーバ装置などの他の装置との間のデータの遣り取りを制御する。

【0061】

内部バスコントローラ１６２は、演算ユニット１０に装着されるＩ／Ｏユニット２００との間のデータの遣り取りを制御する。より具体的には、内部バスコントローラ１６２は、Ｉ／Ｏユニット２００へ出力されるデータ（出力データ）の送信バッファ、および、Ｉ／Ｏユニット２００から入力されるデータ（入力データ）の受信バッファとして機能する。なお、プロセッサ１１の演算処理によって生成された出力データは、ストレージ１５０に格納される。そして、特定のＩ／Ｏユニット２００へ転送されるべき出力データは、ストレージ１５０から読み出されて、送信バッファに一時的に保持される。また、Ｉ／Ｏユニット２００から転送された入力データは、受信バッファに一時的に保持された後、ストレージ１５０に移される。

【0062】

内部バスコントローラ１６２は、さらに、Ｉ／Ｏユニット２００との間で、送信バッファの出力データを送信する処理、および入力データを受信して受信バッファに格納する処理を行なう。典型的には、内部バスコントローラ１６２は、内部バスにおける物理層およびデータリンク層の機能を提供する。

【0063】

フィールドネットワークコントローラ１６５は、フィールドネットワークＮ２を介したフィールド機器２２２との間のデータの遣り取りを制御する。すなわち、フィールドネットワークコントローラ１６５は、フィールドネットワークＮ２の規格に従い、出力データの送信および入力データの受信を制御する。具体的には、フィールドネットワークコントローラ１６５は、フィールド機器２２２へ出力されるデータ（出力データ）の送信バッファ、および、フィールド機器２２２から入力されるデータ（入力データ）の受信バッファとして機能する。

【0064】

ＵＳＢコントローラ１８０は、ＵＳＢインターフェース５１を介してサポート装置３００との間のデータの遣り取りを制御する。プロセッサ１１は、サポート装置３００を用いてユーザにより入力された情報をＵＳＢインターフェース５１を介して受け付けることで処理を実行する。

【0065】

メモリカードコントローラ１９０は、メモリカードインターフェース５２を介して、メモリカード１７８とのデータの遣り取りを制御する。

【0066】

なお、プロセッサ１１の演算処理によって生成された出力データは、ストレージ１５０に格納される。そして、特定のフィールド機器２２２へ転送されるべき出力データは、ストレージ１５０から読み出されて、送信バッファに一時的に保持される。また、フィールド機器２２２から転送された入力データは、受信バッファに一時的に保持された後、ストレージ１５０に移される。フィールドネットワークコントローラ１６５は、さらに、フィールド機器２２２との間で、送信バッファの出力データを送信する処理、および入力データを受信して受信バッファに格納する処理を行なう。典型的には、フィールドネットワークコントローラ１６５は、フィールドネットワークＮ２における物理層およびデータリンク層の機能を提供する。

【0067】

電源回路１２０は、電源ユニット１００の電力変換部２０１により電力の電圧が変換された供給電力を出力端子３７介して取得し、取得した電力をプロセッサ１１に供給する。

【0068】

＜演算ユニットの連携＞
次に、図１１を参照して、適用例で説明したＰＬＣシステム１における各演算ユニット１０の連携について、具体例を挙げて説明する。図１１は、本実施の形態に従う各ＰＬＣ２が連携して制御対象を制御する場合の処理について説明する図である。第１演算ユニット１０Ａのプロセッサ１１は、第１電源ユニット１００Ａの電力変換部２０１からの供給電力を受け付けると制御演算を開始する。プロセッサ１１は、制御演算を実行することで、ドライブ回路２２１ａに電力を供給する。より具体的には、プロセッサ１１は、リレー２２０ａをＯＮ状態として、ドライブ回路２２１ａに電力を供給する。ドライブ回路２２１ａは電力が供給されることで、モータＭ１を制御可能な状態にする。なお、リレー２２０ａ、ドライブ回路２２１ａ、およびモータＭ１は、フィールド機器２２２の構成要素の一部である。

【0069】

また、第２演算ユニット１０Ｂのプロセッサ１１は、第２電源ユニット１００Ｂの電力変換部２０１からの供給電力を受け付けると制御演算を開始する。プロセッサ１１は、制御演算を実行することで、ドライブ回路２２１ｂに電力を供給する。より具体的には、プロセッサ１１は、リレー２２０ｂをＯＮ状態として、ドライブ回路２２１ｂに電力を供給する。ドライブ回路２２１ｂは電力を供給されることで、制御対象であるモータＭ２を制御可能な状態とする。なお、リレー２２０ｂ、ドライブ回路２２１ｂ、およびモータＭ２は、フィールド機器２２２の構成要素の一部である。

【0070】

ここで、たとえば、モータＭ１およびＭ２が１台のアームロボットＡＭに設けられたモータの場合、モータＭ１およびＭ２は、アームロボットＡＭを予め定められた座標位置に移動させるために予め定められた運転順序の条件を満たすように駆動する。一例として、モータＭ１が駆動した後にモータＭ２を駆動する運転順序の条件の場合、モータＭ１を駆動させるドライブ回路２２１ａは、モータＭ２を駆動させるドライブ回路２２１ｂよりも前のタイミング（早いタイミング）でに電力が供給されている必要がある。第２演算ユニット１０Ｂのプロセッサ１１は、運転順序の条件に基づき、第１演算ユニット１０Ａにより電力が供給されるドライブ回路２２１ａに駆動されるモータＭ１が制御可能な状態か否かをドライブ回路２２１ａの制御信号を取得して判定する。第２演算ユニット１０Ｂのプロセッサ１１は、ドライブ回路２２１ａに電力が供給されている状態、すなわち、ドライブ回路２２１ａの制御対象であるモータＭ１が制御可能な状態の場合は、リレー２２０ｂをＯＮ状態としてドライブ回路２２１ｂに電力を供給する。これにより、第２演算ユニット１０Ｂの制御対象であるモータＭ２が制御可能な状態となる。

【0071】

第２演算ユニット１０Ｂのプロセッサ１１は、ドライブ回路２２１ａに電力が供給されていない状態、すなわち、ドライブ回路２２１ａの制御対象であるモータＭ１が制御不可能な状態の場合は、運転順序の条件を満たしていないため、ドライブ回路２２１ｂに電力を供給することなく、エラー状態であると判定する。運転順序の条件を満たすためには、第２電源ユニット１００Ｂのコントローラ３１よりも第１電源ユニット１００Ａのコントローラ３１への動作電力の供給開始タイミングを早いタイミングとする起動順序の条件を設定する必要がある。このように、運転順序の条件とは、各演算ユニット１０がドライブ回路に電力を供給して、制御対象（たとえば、モータ）を運転させる順序を規定したものである。起動順序の条件とは、各電源ユニット１００のコントローラ３１に動作電力を供給する順序を規定したものである。言い換えると、各演算ユニット１０のプロセッサ１１に供給電力を供給する順序を規定したものである。

【0072】

図１２を参照して、ドライブ回路２２１ａおよび２２１ｂの運転順序の条件と、各電源ユニット１００の起動順序の条件との関係について具体的に説明する。図１２は、本実施の形態に従う運転順序の条件を満たす場合の起動順序の条件と、満たさない場合の起動順序の条件とについて説明する図である。より具体的には、図１２（Ａ）は、運転順序の条件を満たす場合の起動順序の条件について説明するタイムチャートである。図１２（Ｂ）は、運転順序の条件を満たさない場合の起動順序の条件について説明するタイムチャートである。図１２（Ａ）の内容は、図３で説明した内容と基本的には同じ内容である。時刻ｔ０で外部電源から第１電源ユニット１００Ａの電力供給部３２に入力電力の供給が開始される。電力供給部３２の蓄電部３３は、入力電力の供給により時刻ｔ０から時刻ｔ１までの第１期間Ｔ１の間に電力を蓄電する。第１電源ユニット１００Ａの電力供給部３２は、時刻ｔ１で蓄電部３３が所定の蓄電状態になると、コントローラ３１に動作電力の供給を開始する。これに対して、第２電源ユニット１００Ｂの電力供給部３２は、時刻ｔ０で外部電源からの入力電力の供給が開始される。電力供給部３２の蓄電部３３は、入力電力の供給により時刻ｔ０から時刻ｔ２までの第２期間Ｔ２の間に電力を蓄電する。第２電源ユニット１００Ｂの電力供給部３２は、時刻ｔ２で蓄電部３３が所定の蓄電状態になると、コントローラ３１に動作電力の供給を開始する。第１電源ユニット１００Ａと第２電源ユニット１００Ｂとは、このような起動順序の条件に基づいて電力の供給が実行される。

【0073】

また、時刻ｔ１の後の時刻ｔｐに第１演算ユニット１０Ａは、ドライブ回路２２１ａに電力を供給する。より具体的には、時刻ｔ１で第１電源ユニット１００Ａのコントローラ３１に動作電力が供給される。そして、時刻ｔ１の後の時刻ｔｐで第１演算ユニット１０Ａのプロセッサ１１が制御演算を開始する。これにより、第１演算ユニット１０Ａからドライブ回路２２１ａに電力が供給され、ドライブ回路２２１ａにより駆動されるモータＭ１は運転可能な状態となる。そして、時刻ｔ２の後の時刻ｔｑに第２演算ユニット１０Ｂは、ドライブ回路２２１ａの状態を判定する。より具体的には、時刻ｔ２で第２電源ユニット１００Ｂのコントローラ３１に動作電力が供給される。そして、時刻ｔ２の後の時刻ｔｑで第２演算ユニット１０Ｂのプロセッサ１１は制御演算を開始して、ドライブ回路２２１ａの電力の供給状態からモータＭ１が運転可能な状態か否かを判定する。時刻ｔｐでドライブ回路２２１ａに電力が供給されており、モータＭ１は運転可能な状態である。そのため、時刻ｔｒで第２演算ユニット１０Ｂが制御演算を実行して、第２演算ユニット１０Ｂのドライブ回路２２１ｂに電力を供給されることで、ドライブ回路２２１ｂにより駆動させるモータＭ２は運転可能な状態となる。このような運転順序の条件を満たすように、各演算ユニット１０が各電源ユニット１００のコントローラ３１に動作電力を供給することで、起動順序の条件を満たすこととなる。すなわち、各演算ユニット１０が適正に連携して処理を実行していることとなる。

【0074】

これに対して、図１２（Ｂ）の内容は、図１２（Ａ）の第２電源ユニット１００Ｂのコントローラ３１への動作電力の供給タイミングが、第１電源ユニット１００Ａのコントローラ３１への動作電力の供給タイミングよりも早いタイミングとなる場合を示すものである。このように、第２電源ユニット１００Ｂのコントローラ３１への供給タイミングが早い場合（第２期間Ｔ２＜第１期間Ｔ１）は、第１演算ユニット１０Ａは、ドライブ回路２２１ａに電力が供給されるタイミング（時刻ｔｐ）よりも前のタイミング（時刻ｔ１）で、ドライブ回路２２１ａの状態判定を実行する。そして、時刻ｔｐよりも前のタイミング（時刻ｔｓ）で運転順序の条件が満たされていないことに基づき、エラー通知をユーザに対して行う。エラー通知は、たとえば、画像情報や音響情報等で行われる。このように各演算ユニット１０が起動順序の条件を満たさない場合は、運転順序の条件が満たされておらず、各演算ユニット１０の連携が適正に行われていない状態といえる。

【0075】

一般的に処理を実行する装置の起動はできる限り早くすることが望ましいと考えられるが、このように複数の演算ユニット１０が連携して処理を実行する場合は、運転順序の条件に適合するように、ある演算ユニット１０の起動を他の演算ユニット１０の起動よりもあえて遅らせるような起動順序の条件を設定する。これにより、ＰＬＣシステム１は、複数の演算ユニット１０が連携して行う処理を適正な順序で実行させることができる。

【0076】

＜サポート装置のハードウェア構成＞
次に、図１３を参照して、サポート装置３００の構成の一例について説明する。図１３は、本実施の形態に従うＰＬＣシステム１に適用されるサポート装置３００のハードウェア構成例を示す模式図である。サポート装置３００は、典型的には、汎用のコンピュータで構成される。なお、ＰＬＣシステム１が配置される製造現場では可搬性に優れたノート型のパーソナルコンピュータの形態で提供されてもよい。サポート装置３００は、オペレーティングシステム（ＯＳ）を含む各種プログラムを実行するＣＰＵ３０２と、ＢＩＯＳや各種データを格納するＲＯＭ（Read Only Memory）３０４と、ＣＰＵ３０２でのプログラムの実行に必要なデータを格納するための作業領域を提供するメモリＲＡＭ３０６と、ＣＰＵ３０２で実行されるプログラムなどを不揮発的に格納するハードディスク（ＨＤＤ）３０８とを含む。サポート装置３００は、さらに、ユーザからの操作を受け付けるキーボード３１０およびマウス３１２と、情報をユーザに提示するためのディスプレイ３１４とを含む。サポート装置３００は、演算ユニット１０や電源ユニット１００などと通信するための通信インターフェース３１８を含む。サポート装置３００は、記録媒体３５０からそれに格納されているサポートプログラムを読み取るための記録媒体読取装置３１７を含む。

【0077】

ユーザは、サポート装置３００のキーボード３１０やマウス３１２等の入力部を用いて、各ＰＬＣ２の起動順序の条件を設定することが可能である。より詳細には、各ＰＬＣ２が起動する時間をユーザが入力部を用いて入力することで、起動順序が設定される。このような起動時間の設定に応じて、ドライブ制御部３０１の制限抵抗３４の抵抗値および蓄電部３３ａの静電容量の少なくともいずれかが変更され、コントローラ３１への動作電力の供給タイミングが設定される。図１４を参照して各ＰＬＣ２の起動順序の設定方法について説明する。図１４は、本実施の形態に従うサポート装置３００を用いた起動順序の設定について説明する図である。演算ユニット１０のＵＳＢコントローラ１８０は、ＵＳＢインターフェース５１を介してサポート装置３００と通信する。サポート装置３００は、ユーザが入力部を操作して入力した情報をディスプレイ３１４に表示するとともに、ユーザが入力部を操作して入力した情報を演算ユニット１０のプロセッサ１１に出力する。これにより、ＰＬＣシステム１は、サポート装置３００のディスプレイ３１４に表示された画像を見ながら、各電源ユニット１００に関する設定を容易に行えるシステム環境をユーザに提供できる。

【0078】

図１５を参照して、ディスプレイ３１４に表示される画像の一例について説明する。図１５は、本実施の形態に従う起動順序の入力画面５１１の一例を表わす図である。サポート装置３００は、ディスプレイ３１４に各ＰＬＣ２の起動順序の入力画面５１１を出力する。入力画面５１１は、ＰＬＣ名を示す「ＰＬＣネーム」項目、ＰＬＣの型番を示す「ＰＬＣ機種」項目、ネットワークの種類を示す「ネットワーク種別」項目、およびＰＬＣ２の起動順序を示す「起動順序」項目等の設定情報を含む。図１５に示す例では、「ＰＬＣネーム」項目にユーザが入力部を用いて入力した「ＰＬＣ２Ｂ」が表示され、ＰＬＣ機種およびネットワーク種別にもユーザが入力した情報が表示される。そして、「起動順序」項目にはユーザが入力した「２」の情報が表示される。「２」の情報は、電源ユニット１００のコントローラ３１への動作電力の供給を２番目に実行することを示す情報である。図１５に示すＯＫボタンが押下されると、設定情報が図１４に示すＵＳＢインターフェース５１を介してプロセッサ１１に出力される。

【0079】

プロセッサ１１は、設定情報を電源ユニット１００の制御部３２１に出力する。制御部３２１は、演算部３２２と記憶部３２３とを含む。演算部３２２は、プロセッサ１１からの設定情報を取得すると、設定情報と時間情報とを対応付けて記憶部３２３に格納する。また、演算部３２２は、設定情報と時間情報とに基づく制限抵抗３４の抵抗値および蓄電部３３ａの静電容量の少なくともいずれかの変更指示を、電力供給部３２に出力する。時間情報は、記憶部３２３に格納されており、設定情報と対応付けが行われる場合に記憶部３２３から読み出される。演算部３２２が記憶部３２３は、たとえば、フラッシュメモリなどの不揮発性記憶装置などで構成される。電力供給部３２は、演算部３２２からの設定情報と時間情報とに基づく変更指示により抵抗値および静電容量の少なくともいずれかを変更して、コントローラ３１への動作電力の供給タイミングを変更する。

【0080】

図１６を参照して、記憶部３２３に格納される設定情報と時間情報の一例について説明する。図１６は、本実施の形態に従う起動順序の設定データの一例を表わす図である。図１６の起動順序データ５１２は、上述の設定情報に属する各ＰＬＣ２の「ＰＬＣネーム」項目および「起動順序」項目と、時間情報に属する「起動時間」項目、「累積時間」項目、および「設定値」項目とを含む。起動順序データ５１２は、ユーザにより設定された設定情報と、設定情報に対応付けられた時間情報とで構成される。設定情報は、ＰＬＣネームと、起動順序とを含む情報である。図１６の例では、ＰＬＣネームは、ＰＬＣ２ＡおよびＰＬＣ２Ｂの情報が登録されている。起動順序は、ＰＬＣ２Ａが「１」で、ＰＬＣ２Ｂが「２」とする情報が登録されている。これらの情報は、ＰＬＣ２Ａの第１電源ユニット１００Ａのコントローラ３１への動作電力の供給を１番目に実行され、ＰＬＣ２Ｂの第２電源ユニット１００Ｂのコントローラ３１への動作電力の供給を２番目に実行されることを示す情報である。

【0081】

時間情報は、標準起動時間と、累積時間と、設定値とを含む情報である。標準起動時間は、各ＰＬＣ２（各電源ユニット１００）が標準状態で起動する時間である。設定値は、起動順序に応じて各ＰＬＣ２のコントローラ３１に動作電力が供給されるタイミングを調整するための時間である。ＰＬＣ２の起動順序が早いほど他のＰＬＣ２の設定値よりも小さい設定値が設定される。またＰＬＣ２の起動順序が遅いほど他のＰＬＣ２の設定値よりも大きい設定値が設定される。なお、設定値には所定の値（たとえば、０．１）が乗算されて時間（設定時間）に変換される。累積時間は、標準起動時間と設定時間と足し合わせた時間である。累積時間は、ＰＬＣ２のコントローラ３１に動作電力が供給される時間を表わす。各ＰＬＣ２の累積時間を足し合わせたトータル時間は、起動順序が最初のコントローラ３１に動作電力を供給してから、起動順序が最後のコントローラ３１に動作電力を供給するまでに要する時間を示す。演算部３２２は、図１６を用いて説明した設定情報および時間情報に基づき、電力供給部３２の抵抗値および静電容量の少なくともいずれかを変更し、各ＰＬＣ２のコントローラ３１に動作電力の供給が開始されるタイミングを設定する。

【0082】

このように、各ＰＬＣ２の電源ユニット１００は、制限抵抗３４の抵抗値を外部装置であるサポート装置３００を用いたユーザの操作により変更可能に構成されている。これにより、ＰＬＣシステム１は、制限抵抗３４の抵抗値を容易に変更可能な環境をユーザに提供できる。また、各ＰＬＣ２は、蓄電部３３ａの静電容量を外部装置であるサポート装置３００を用いたユーザの操作により変更可能に構成されている。これにより、ＰＬＣシステム１は、蓄電部３３ａの静電容量を容易に変更可能な環境をユーザに提供できる。

【0083】

また、各電源ユニット１００の起動順序が設定されて、コントローラ３１に電力の供給が開始されると、各演算ユニット１０は、初期処理を実行する。初期処理の実行後、それぞれのプロセッサ１１は、制御演算をサイクリックに実行する。このように、各演算ユニット１０に電力が供給されて初期処理が実行された後は、ユーザの操作が介入することなく、処理が自動的に繰り返し実行される。すなわち、処理が周期的に行われる。これにより、ＰＬＣシステム１は、各演算ユニット１０が連携して行う処理を繰り返し実行させることができる。

【0084】

＜電力供給から制御演算の実行開始までの時間計測＞
次に、図１７および図１８を参照してＰＬＣ２が入力電力の供給を受けてから制御演算の実行を開始するまでの時間を計測する処理について説明する。図１７は、本実施の形態に従うＰＬＣ２が入力電力の供給を受けてから制御演算の実行を開始するまでの処理を示す図である。また、図１８は、本実施の形態に従う演算ユニット１０の状態とタイマー６０２の計測状態とを示すタイムチャートである。図１７の電源ユニット１００は、外部電源からの入力電力を受けると、電力変換部２０１は所定電圧の電力に変換した供給電力を演算ユニット１０のプロセッサ１１に供給する。演算ユニット１０は、供給電力の供給を受けたことを検出する（図１８の時刻ｔ１１で供給電力ＯＮ）。また、入力電力は、電源ユニット１００の電断検出回路６０１にも供給される。電断検出回路６０１は、入力電力の供給の有無を検出する回路である。電断検出回路６０１は、入力電力が供給されると電源が遮断されていないことを示す信号（電断検出信号）を出力する。演算ユニット１０は、電断検出回路６０１から出力された電断検出信号を検出する（時刻ｔ１２で電断検出ＯＮ）。なお、演算ユニット１０のプロセッサ１１に電圧変換後の所定電力が供給されてから、電源の遮断が発生していないことを検出するまでは、たとえば、時刻ｔ１１から時刻ｔ１２までの時間差（時間Ｔ１１）が存在する。

【0085】

また、図１７の電断検出回路６０１から出力される電断検出信号は、演算ユニット１０に設けられているタイマー６０２に入力される。タイマー６０２は電断検出信号の入力を受け付けると、時間の計測を開始する(図１８の時刻ｔ１２）。図１７のプロセッサ１１は、電断検出信号の入力を受け付けた後、制御演算が開始されると、演算処理に関するデータを外部に出力する（図１８の時刻ｔ１３で演算実行ＯＮ）。タイマー６０２は演算実行に関するデータの入力を受け付けると、時間の計測を終了する（図１８の時刻ｔ１３）。なお、タイマー６０２は、時刻ｔ１３以降にリセットされる。このように、タイマー６０２により電断検出信号が検出されてから演算実行に関するデータが検出されるまでの時間は、入力電力の供給が開始されてからプロセッサ１１に動作電力が供給開始されるまでの時間（時間Ｔ１２）に相当する。このように、ＰＬＣシステム１は、プロセッサ１１が電力の供給を受けてから制御演算を開始するまでの実際の時間を正確に算出できる。

【0086】

＜変形例＞
本実施の形態では、ＰＬＣシステム１を構成する複数のＰＬＣ２は、ＰＬＣ２ＡおよびＰＬＣ２Ｂの２つの場合を例に説明を行ったが、複数のＰＬＣ２は３つ以上のＰＬＣであってもよい。３つ以上のＰＬＣ２の場合も本実施の形態で説明した内容が適用可能である。

【0087】

本実施の形態では、これまで説明した運転順序の条件および起動順序の条件以外に、各ＰＬＣ２のうちのあるＰＬＣ２をマスター、他のＰＬＣ２をスレーブとして予め設定し、マスターのＰＬＣ２の制御演算が開始された後に、スレーブのＰＬＣ２の制御演算を開始することを条件としてもよい。このような条件の場合は、マスターに設定されているＰＬＣ２のコントローラ３１への動作電力の供給開始期間が、スレーブに設定されているＰＬＣ２のコントローラ３１への動作電力の供給開始期間よりも短い期間となるように起動順序の条件が設定される。

【0088】

本実施の形態では、図１７を用いて外部電源からの入力電力の供給の開始からプロセッサ１１の制御演算の実行開始までの実際の時間を算出する処理について説明した。これ以外にも、外部電源からの入力電力の供給開始から電源ユニット１００のコントローラ３１に動作電力の供給開始までの実際の時間を算出するようにしてもよい。これにより、入力電力が供給されてからプロセッサ１１に供給電力が供給されることで、供給電力信号がＯＮ状態となるまでの正確な時間を算出できる。

【0089】

本実施の形態では、図５における回路構成として１つの制限抵抗３４の場合を主な例として説明したが、制限抵抗３４を直列に複数設けるようにしてもよい。直列に接続された複数の抵抗のそれぞれにスイッチＳＷを並列に設け、演算部３２２が設定情報および時間情報に基づいて、各スイッチＳＷのＯＮ／ＯＦＦを切替えるようにしてもよい。

【0090】

本実施の形態では、図６における回路構成として１つの蓄電部３３ａ（１つのキャパシタ）を主な例として説明したが、蓄電部３３ａを直列に複数設けるようにしてもよい。直列に悦族された複数のキャパシタのそれぞれにスイッチＳＷを並列に設け、演算部３２２が設定情報および時間情報に基づいて、各スイッチＳＷのＯＮ／ＯＦＦを切替えるようにしてもよい。

【0091】

本実施の形態では、プロセッサ１１がプログラムを実行することで必要な機能が提供される構成例を示したが、これらの提供される機能の一部または全部を、専用のハードウェア回路（たとえば、ＡＳＩＣまたはＦＰＧＡなど）を用いて実装してもよい。あるいは、演算ユニット１０の主要部を、汎用的なアーキテクチャに従うハードウェア（たとえば、汎用パソコンをベースとした産業用パソコン）を用いて実現してもよい。この場合には、仮想化技術を用いて、用途の異なる複数のＯＳ（Operating System）を並列的に実行させるとともに、各ＯＳ上で必要なアプリケーションを実行させるようにしてもよい。本実施の形態では、ＰＬＣシステム１においては、演算ユニット１０、サポート装置３００がそれぞれ別体として構成されているが、これらの機能の全部または一部を単一の装置に集約するような構成を採用してもよい。

【0092】

＜付記＞
以上のように、本実施形態は以下のような開示を含む。

【0093】

［構成１］
制御システム（１）であって、
外部電源を受けて、第１の制御演算を実行する第１の演算ユニット（１０Ａ）に対して電力を供給する第１の電源ユニット（１００Ａ）と、
前記外部電源を受けて、第２の制御演算を実行する第２の演算ユニット（１０Ｂ）に対して電力を供給する第２の電源ユニット（１００Ｂ）とを備え、
前記第１および第２の電源ユニットの各々は、
前記外部電源からの電力を所定電圧の電力に変換する電力変換部（２０１）と、
前記電力変換部での電力変換動作を制御するコントローラ（３１）と、
前記コントローラを動作させるための動作電力を供給する電力供給部（３２）とを含み、
前記電力供給部（３２）の各々は、蓄電部（３３）を有するとともに、前記外部電源の供給開始後、前記蓄電部（３３）が所定の蓄電状態になった後に、前記動作電力の供給を開始するように構成されており、
前記第１の電源ユニット（１００Ａ）の前記電力供給部（３２）における前記外部電源の供給開始後の前記動作電力の供給を開始するまでの第１期間は、前記第２の電源ユニット（１００Ｂ）の前記電力供給部（３２）における前記外部電源の供給開始後の前記動作電力の供給を開始するまでの第２期間とは異なるように構成されている、制御システム。

【0094】

［構成２］
前記電力供給部（３２）の各々は、前記外部電源から前記蓄電部（３３）への電力供給に係る時定数が異なるように構成されている、構成１に記載の制御システム。

【0095】

［構成３］
前記電力供給部（３２）の各々は、前記蓄電部（３３）に直列に接続された制限抵抗（３４ａ）を有し、
前記第１の電源ユニット（１００Ａ）の前記電力供給部における第１蓄電部（３３）の静電容量と第１制限抵抗（３４ａ）の抵抗値に基づく前記時定数と、前記第２の電源ユニット（１００Ｂ）の前記電力供給部の第２蓄電部（３３）における静電容量と第２制限抵抗（３４ａ）の抵抗値に基づく前記時定数とが異なる、構成２に記載の制御システム。

【0096】

［構成４］
前記第１制限抵抗（３４ａ）および前記第２制限抵抗（３４ａ）の少なくともいずれかの抵抗値は、前記第１および第２の電源ユニットの少なくともいずれかに設けられたハードスイッチにより変更可能に構成されている、構成３に記載の制御システム。

【0097】

［構成５］
前記第１蓄電部（３３ａ）および前記第２蓄電部（３３ａ）の少なくともいずれかの静電容量は、前記第１および第２の電源ユニットの少なくともいずれかに設けられたハードスイッチにより変更可能に構成されている、構成３または４に記載の制御システム。

【0098】

［構成６］
前記第１制限抵抗（３４ａ）および前記第２制限抵抗（３４ａ）の少なくともいずれかの抵抗値は、外部装置（３００）からの通信により変更可能に構成されている、構成３〜５のいずれか１項に記載の制御システム。

【0099】

［構成７］
前記第１蓄電部（３３ａ）および前記第２蓄電部（３３ａ）の少なくともいずれかの静電容量は、外部装置（３００）からの通信により変更可能に構成されている、構成３〜６のいずれか１項に記載の制御システム。

【0100】

［構成８］
ユーザに対して前記通信に関する情報を表示する表示部（３１４）を有する前記外部装置（３００）をさらに備える、構成６または７に記載の制御システム。

【0101】

［構成９］
前記第１の制御演算は、第１の制御対象を制御する演算処理であり、
前記第２の制御演算は、前記第１の制御対象（Ｍ１）が制御可能な状態であることを条件に、第２の制御対象（Ｍ２）を制御する、構成１〜８のいずれか１項に記載の制御システム。

【0102】

［構成１０］
前記第２の演算ユニット（１０Ｂ）は、前記電力が供給された後に所定の初期処理を実行すると、前記第２の制御演算をサイクリックに実行する、構成１〜９のいずれか１項に記載の制御システム。

【0103】

［構成１１］
外部電源からの電力を所定電圧の電力に変換する電力変換部（２０１）と、
前記電力変換部（２０１）での電力変換動作を制御するコントローラ（３１）と、
前記コントローラ（３１）を動作させるための動作電力を供給する電力供給部（３２）とを含み、
前記電力供給部（３２）は、蓄電部（３３）を有するとともに、前記外部電源の供給開始後、前記蓄電部（３３）が所定の蓄電状態になった後に、前記動作電力の供給を開始するように構成されており、
前記電力供給部（３２）における前記外部電源の供給開始後の前記動作電力の供給を開始するまでの第１期間が変更可能に構成されている、電源ユニット。

【0104】

今回開示された実施の形態は全ての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。

【符号の説明】

【0105】

１０ 演算ユニット、１０Ａ 第１演算ユニット、１０Ｂ 第２演算ユニット、１１ プロセッサ、１１Ａ 入力部、１４ 入力端子、２０Ｂ 電源部、２１ 整流回路、２２ トランス、２２ａ 補助巻線、２２ｐ 一次巻線、２２ｓ 二次巻線、２３，４０ ＭＯＳＦＥＴ、２４ 平滑回路、２５ ノイズフィルタ、２７，４５，４６ キャパシタ、２９ 過電流検出回路、３０Ｃ 出力部、３１ コントローラ、３２ 電力供給部、３３，３３ａ 蓄電部、３４，３４ａ 制限抵抗、３５，３９ ダイオード、３６ 定電圧回路、３７，４７ 出力端子、３８ ツェナーダイオード、４１ 第１複合回路、４２ 第２複合回路、４３ フォトカプラ、４４ 電圧検出回路、５１ ＵＳＢインターフェース、５２ メモリカードインターフェース、５５ ヒューズ、１００ 電源ユニット、１００Ａ 第１電源ユニット、１００Ｂ 第２電源ユニット、１２０ 電源回路、１３０ チップセット、１５０ ストレージ、１５１ ユーザプログラム、１５２ シーケンスプログラム、１５３ システムプログラム、１５４ 設定情報、１６１ 主メモリ、１６２ 内部バスコントローラ、１６３ 上位ネットワークコントローラ、１６５ フィールドネットワークコントローラ、１７８ メモリカード、１９０ メモリカードコントローラ、２０１ 電力変換部、２０２ システムバス、２２０ａ，２２０ｂ リレー、２２１ａ，２２１ｂ ドライブ回路、２２２ フィールド機器、３００ サポート装置、３０１ ドライブ制御部、３０６ ＲＡＭ、３１０ キーボード、３１２ マウス、３１４ ディスプレイ、３１８ 通信インターフェース、３２１ 制御部、３２２ 演算部、３２３ 記憶部、３４１ ロータリースイッチ、３４２ ディップスイッチ、３５０ 記録媒体、５１１ 入力画面、５１２ 起動順序データ、６０１ 電断検出回路、６０２ タイマー。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】