特開 2023-129170 プログラマブルロジックコントローラの出力ユニット

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023129170

(43)【公開日】2023-09-14

(54)【発明の名称】プログラマブルロジックコントローラの出力ユニット

(51)【国際特許分類】

   G05B 19/05 20060101AFI20230907BHJP

   H03K 17/695 20060101ALI20230907BHJP

   H03K 17/64 20060101ALI20230907BHJP

【ＦＩ】

G05B19/05 L

H03K17/695

H03K17/64

【審査請求】有

【請求項の数】1

【出願形態】書面

(21)【出願番号】P 2022046068

(22)【出願日】2022-03-02

(71)【出願人】

【識別番号】521257640

【氏名又は名称】尊田 浩二

(72)【発明者】

【氏名】尊田 浩二

【テーマコード（参考）】

5H220

5J055

【Ｆターム（参考）】

5H220BB01

5H220CC01

5H220CC09

5H220CX05

5H220DD05

5H220JJ02

5H220JJ04

5H220JJ07

5H220JJ09

5H220JJ12

5H220KK03

5J055AX44

5J055BX16

5J055CX13

5J055CX20

5J055DX04

5J055DX05

5J055DX13

5J055DX14

5J055DX43

5J055EX06

5J055EY01

5J055EY17

5J055EY21

5J055EY28

5J055EZ39

5J055EZ43

(57)【要約】

【課題】 プログラマブルロジックコントローラの出力ユニットの出力について、正電圧電流もしくは、負電圧電流を切り替えて供給することが可能なプログラマブルロジックコントローラの出力ユニットを提供する。
【解決手段】 プログラマブルロジックコントローラ（１）と出力ユニット（２）は内部配線（１６）で接続されており、ＣＰＵユニット（１７）内の制御用プログラム（２４）にて、プログラマブルロジックコントローラ（１）の出力（６１）から正電圧電流出力用有接点リレー（９）もしくは、負電圧電流出力用有接点リレー（１０）に対する出力が指定されると、内部配線（１６）を通して正電圧電流出力用有接点リレー（９）もしくは、負電圧電流出力用有接点リレー（１０）がオンする。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

発明したプログラマブルロジックコントローラ（１）の出力ユニット（２）は、出力箇所（４）から正の電圧と電流もしくは、負の電圧と電流を切り替えて供給する回路であることを特徴とするプログラマブルロジックコントローラ（１）の出力ユニット（２）。

【請求項2】

発明したプログラマブルロジックコントローラ（１）の出力ユニット（２）は、出力箇所（４）から正の電圧と電流もしくは、負の電圧と電流を切り替えて負荷に対して供給する回路のため、出力箇所（４）から正の電圧と電流もしくは、負の電圧と電流を切り替えて負荷に対して供給するための配線の本数が１本で済むことを特徴とする請求項１に準ずるプログラマブルロジックコントローラ（１）の出力ユニット（２）。

【請求項3】

プログラマブルロジックコントローラ（１）と出力ユニット（２）は内部配線（１６）で接続されており、ＣＰＵユニット（１７）内の制御用プログラム（２４）にて、プログラマブルロジックコントローラ（１）の出力（６１）から正電圧電流出力用有接点リレー（９）もしくは、負電圧電流出力用有接点リレー（１０）に対する出力が指定されると、内部配線（１６）を通して正電圧電流出力用有接点リレー（９）もしくは、負電圧電流出力用有接点リレー（１０）がオンし、プログラマブルロジックコントローラ（１）の出力（６１）を正電圧電流出力用有接点リレー（９）へ接続し、正電圧電流出力用有接点リレー（９）を経由した内部配線（１６）は、ＣＰＵユニット（１７）のＧＮＤへの接続箇所（６３）へ接続し、ＣＰＵユニット（１７）のＧＮＤへの接続箇所（６３）を経由して、ＧＮＤへ接続（６５）し、プログラマブルロジックコントローラ（１）の出力（６３）を負電圧電流出力用有接点リレー（１０）へ接続し、プログラマブルロジックコントローラ（１）の出力（６３）を負電圧電流出力用有接点リレー（１０）へ接続し、ＣＰＵユニット（１７）のＧＮＤへの接続箇所（６４）を経由して、ＧＮＤへ接続（６５）していることを特徴とする請求項１に準ずるプログラマブルロジックコントローラ（１）の出力ユニット（２）。

【請求項4】

複数の出力箇所を備えていることを特徴とする請求項１に準ずるプログラマブルロジックコントローラ（１）の出力ユニット（２）。

【請求項5】

複数の個別の出力箇所から負荷へ供給する正電圧電流供給用ＤＣ電源と、負電圧電流供給用ＤＣ電源について、複数の個別の出力箇所に接続された負荷に変動が発生しても、正電圧電流あるいは、負電圧電流に影響が無くなるように、すなわち安定させることを目的に、複数の個別の出力箇所に、複数の個別の正電圧電流供給用ＤＣ電源と、負電圧電流供給用ＤＣ電源を備えていることを特徴とする請求項３に準ずるプログラマブルロジックコントローラ（１）の出力ユニット（２）。

【請求項6】

正電圧電流出力用有接点リレー（９）を、バイポーラトランジスタのＮＰＮトランジスタ（６９）へ、負電圧電流出力用有接点リレー（１０）を、バイポーラトランジスタのＰＮＰトランジスタ（７２）へ変更することを特徴とする請求項１に準ずるプログラマブルロジックコントローラ（１）の出力ユニット（２）。

【請求項7】

バイポーラトランジスタのＮＰＮトランジスタ（６９）をＮ型ＭＯＳＦＥＴ（７４）へ変更し、バイポーラトランジスタのＰＮＰトランジスタ（７２）を、Ｐ型ＭＯＳＦＥＴ（７５）へ変更することを特徴とする請求項５に準ずるプログラマブルロジックコントローラ（１）の出力ユニット（２）。

【請求項8】

発明したプログラマブルロジックコントローラ（１）の出力ユニット（２）は、出力箇所（４）から正の電圧と電流もしくは、負の電圧と電流を切り替えてＤＣモータに対して供給する回路のため、出力箇所（４）から正の電圧と電流もしくは、負の電圧と電流を切り替えてＤＣモータに対して供給するための配線の本数が１本で済むことを特徴とする請求項１に準ずるプログラマブルロジックコントローラ（１）の出力ユニット（２）。

【請求項9】

発明したプログラマブルロジックコントローラ（１）の出力ユニット（２）は、出力箇所（４）から正の電圧と電流もしくは、負の電圧と電流を切り替えてダブルソレノイド（７７）に対して供給する回路のため、出力箇所（４）から正の電圧と電流もしくは、負の電圧と電流を切り替えてダブルソレノイド（７７）に対して供給するための配線の本数が１本で済むことを特徴とする請求項１に準ずるプログラマブルロジックコントローラ（１）の出力ユニット（２）。

【請求項10】

発明したプログラマブルロジックコントローラ（１）の出力ユニット（２）を用いて、負荷としてダブルソレノイド（７７）を接続する場合、出力ユニット（２）からの配線が１本で済むようにダブルソレノイド（７７）を動作させるため、ダブルソレノイド（７７）の２つのコイルに対して、ダブルソレノイド（７７）の２つの磁石の極性を、それぞれ逆の極性になるようにすることを特徴とする請求項１に準ずるプログラマブルロジックコントローラ（１）の出力ユニット（２）。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、プログラマブルロジックコントローラの出力ユニットに関するものである。

【背景技術】

【0002】

従来のプログラマブルロジックコントローラの出力ユニットは、出力箇所から出力する電圧とそれに伴う電流は、正電圧のみの電圧とそれに伴う電流を出力する出力ユニット、もしくは、負電圧のみの電圧とそれに伴う電流を出力する出力ユニットしかない。すなわち、出力箇所から出力する電圧とそれに伴う電流について、正電圧の電圧と電流もしくは、負電圧の電圧と電流について、それぞれを切り替えて出力することが可能な出力ユニットは未だない。

【0003】

プログラマブルロジックコントローラの出力ユニットで、モータの正転と逆転を制御する場合、プログラマブルロジックコントローラの出力ユニットからモータの正転と逆転の制御を行うための出力箇所は２つ必要である。なお、別途必要な電源入力箇所およびコモンを接続する箇所の数は、当発明の出力ユニットの出力箇所を減らすという目的とは間接的な関係のためこれらの個数は含めない。

【0004】

外付けの部品としてモータドライバ用ＩＣを用いて１個のモータの正転と逆転を制御する場合、プログラマブルロジックコントローラの出力ユニットからモータドライバ用ＩＣに対して、正転と逆転の制御を行うための出力は２個必要となり、接続する配線の数も２本必要となり、また外付けの部品としてモータドライバ用ＩＣが別途必要となる。

【0005】

すなわち、正転と逆転を制御するモータがＮ個の場合に、プログラマブルロジックコントローラの出力ユニットからモータの正転と逆転を制御を行う出力箇所の数は、制御するモータの個数のＮ個の２倍必要であり、Ｎ個の１倍すなわち、モータの数のＮ個と同数の出力の数になる出力ユニット、およびモータの数のＮ個と接続する配線の数が同数になる出力ユニットは未だない。

【0006】

また、プログラマブルロジックコントローラの出力で、ダブルソレノイドの動作を制御する場合、プログラマブルロジックコントローラの出力箇所は２個必要であり、出力箇所２個が同時出力になった場合、同時通電と呼ばれる状態となり、ダブルソレノイドの動作部のコイルが焼損する可能性が発生するという問題がある。

【0007】

プログラマブルロジックコントローラの出力で、ダブルソレノイドの動作を制御する場合、ダブルソレノイドの２個の動作部のコイルへ１個づつ電流の方向を決定するダイオードを追加することによって、出力箇所が１個のみで良くなり、ダブルソレノイドの２個の動作部のコイルが同時に動作することが無く、同時通電と呼ばれる状態が無くなり、ダブルソレノイドの駆動コイルが焼損する可能性が無くなり、また、接続する配線の数が従来の２本から、１本のみで済むプログラマブルロジックコントローラの出力ユニットおよび、ダブルソレノイドは未だない。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0008】

【特許文献1】特開１９９５－１６２２７９号公報の図１２で示されている回路図

【非特許文献】

【0009】

【非特許文献1】横河電機株式会社 カタログＮｏ．ＧＳ３４Ｍ０６Ｇ０１－０１ ＦＭ－３Ａ 基本入出力モジュール Ｐ．１４以降に記載されている回路構成改訂２０１９．０７ ２７版

【0010】

【非特許文献2】オムロン株式会社 Ｗｅｂ版カタログ ＮＸシリーズ デジタルＩ／Ｏユニット Ｐ．３４以降に記載されている回路構成 ２０２１年６月現在

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0011】

プログラマブルロジックコントローラの出力ユニットの出力について、正の電圧と電流もしくは、負の電圧と電流を切り替えて供給することが可能なプログラマブルロジックコントローラの出力ユニットを提供する。

【課題を解決するための手段】

【0012】

図１に示す発明したプログラマブルロジックコントローラ（１）の出力ユニット（２）は、出力箇所（４）から正の電圧と電流もしくは、負の電圧と電流を切り替えて供給する回路である。

【0013】

プログラマブルロジックコントローラ（１）のＣＰＵユニット（１７）と、出力ユニット（２）は内部配線（１６）で接続されている。

【0014】

ＣＰＵユニット（１７）内の制御用プログラム（２４）にて、ＣＰＵユニット（１７）の出力（６１）から正の電圧と電流の出力用有接点リレー（９）に対する出力が指定されると、内部配線（１６）を通して出力ユニット（２）の正の電圧と電流の出力用有接点リレー（９）がオンする。

【0015】

出力ユニット（２）の正の電圧と電流の出力用有接点リレー（９）を経由した内部配線（１６）は、ＣＰＵユニット（１７）の接続箇所（６２）へ接続する。

【0016】

ＣＰＵユニット（１７）の接続箇所（６２）はＧＮＤ（６５）へ接続されている。

【0017】

ＣＰＵユニット（１７）内の制御用プログラム（２４）にて、ＣＰＵユニット（１７）の出力（６３）から出力ユニット（２）の負の電圧と電流の出力用有接点リレー（１０）に対する出力が指定されると、内部配線（１６）を通して負の電圧と電流の出力用有接点リレー（１０）がオンする。

【0018】

出力ユニット（２）の負の電圧と電流の出力用有接点リレー（１０）を経由した内部配線（１６）は、ＣＰＵユニット（１７）の接続箇所（６４）へ接続する。

【0019】

ＣＰＵユニット（１７）の接続箇所（６４）はＧＮＤ（６５）へ接続されてる。

【0020】

まず、正の電圧と電流の出力用有接点リレー（９）が接続されている側の回路について説明する。

【0021】

出力ユニット（２）の出力箇所（４）から、正の電圧と電流を負荷（１１）に供給するため、正の電圧と電流の供給用ＤＣ電源（７）のプラス側を出力ユニット（２）への接続箇所（３）に接続し、出力ユニット（２）の内部で短絡保護用抵抗（１２）を経由し、正の電圧と電流の出力用有接点リレー（９）の接点（５５）に接続する。

【0022】

正の電圧と電流の出力用有接点リレー（９）の接点（５６）を、出力ユニット（２）の出力箇所（４）に接続する。

【0023】

このとき、ＣＰＵユニット（１７）内の制御用プログラム（２４）にて、ＣＰＵユニット（１７）の出力（６１）から正の電圧と電流の出力用有接点リレー（９）に対する出力が指定されると、内部配線（１６）を通して正の電圧と電流の出力用有接点リレー（９）がオンし、正の電圧と電流の出力用有接点リレー（９）の接点（５５）と、正の電圧と電流の出力用有接点リレー（９）の接点（５６）が有接点リレーの接点（２２）により接続される。

【0024】

出力ユニット（２）の出力箇所（４）を、負荷（１１）へ接続（５７）する。

【0025】

出力箇所（４）と接続（５７）している負荷（１１）の反対側（５８）を、出力ユニット（２）の接続箇所（６）に接続（３３）する。

【0026】

出力ユニット（２）の接続箇所（６）を正の電圧と電流の供給用ＤＣ電源（７）のマイナス側へ接続する。

【0027】

また、出力ユニット（２）の接続箇所（６）をＧＮＤへ接続（３３）する。

【0028】

これにより、正の電圧と電流の出力用有接点リレー（９）がオンした場合、正の電圧と電流のの電流経路が成立する。

【0029】

次に、負の電圧と電流の出力用有接点リレー（１０）が接続されている側の回路について説明する。

【0030】

出力ユニット（２）の出力箇所（４）から、負の電圧と電流を負荷（１１）に供給するため、負の電圧と電流の供給用ＤＣ電源（８）のマイナス側を出力ユニット（２）への接続箇所（５）に接続し、出力ユニット（２）の内部で短絡保護用抵抗（１３）を経由して、有接点リレー（１０）の接点（５９）に接続する。

【0031】

負の電圧と電流の供給用ＤＣ電源（８）のプラス側は、出力ユニット（２）の接続箇所（５）と、正の電圧と電流の供給用ＤＣ電源（７）のマイナス側に接続する。

【0032】

出力ユニット（２）の接続箇所（６）は［００２５］に示すように、ＧＮＤへ接続（３３）されている。

【0033】

このとにより、負の電圧と電流の供給用ＤＣ電源（８）のプラス側は、出力ユニット（２）の接続（６）を経由してＧＮＤへ接続（３３）される。

【0034】

負の電圧と電流の出力用有接点リレー（１０）の接点（６０）は、出力ユニット（２）の出力箇所（４）に接続する。

【0035】

このとき、ＣＰＵユニット（１７）内の制御用プログラム（２４）にて、ＣＰＵユニット（１７）の出力（６３）から負の電圧と電流の出力用有接点リレー（１０）に対する出力が指定されると、内部配線（１６）を通して負の電圧と電流の出力用有接点リレー（１０）がオンし、負の電圧と電流の出力用有接点リレー（１０）の接点（６０）と、負の電圧と電流の出力用有接点リレー（１０）の接点（５９）が有接点リレーの接点（２３）により接続される。

【0036】

出力ユニット（２）の出力箇所（４）は［００２３］に示すように、負荷（１１）へ接続（５７）されている。

【0035】

負荷（１１）の出力箇所（４）と接続（５７）している側の反対側（５８）は［００２４］に示すように、出力ユニット（２）の接続箇所（６）に接続されている。

【0036】

出力ユニット（２）の接続箇所（６）は［００２５］に示すように、ＧＮＤ（３３）に接続されている。

【0037】

出力ユニット（２）の接続箇所（６）と、負の電圧と電流の供給用ＤＣ電源（７）のプラス側を接続する。

【0038】

これにより、負の電圧と電流の出力用有接点リレー（１０）がオンした場合、負の電圧と電流の電流経路が成立する。

【0039】

以上のことにより、本発明にてプログラマブルロジックコントローラ（１）の出力ユニット（２）の出力箇所（４）から、正の電圧と電流もしくは、負の電圧と電流を切り替えて供給することが可能になる。

【0040】

なお図１に示す、出力ユニット（２）内の短絡保護用抵抗（１２、１３）は、ＣＰＵユニット（１７）内の制御用プログラム（２４）のプログラム作成ミスにて有接点リレー（９）と、有接点リレー（１０）の両方が同時にオンするように指定された場合、有接点リレー（９）の接点（２２）と、有接点リレー（１０）の接点（２３）に短絡により大電流が流れ、有接点リレー（９）の接点（２２）や、有接点リレー（１０）の接点（２３）が溶着あるいは、焼損するのを回避するための抵抗である。

【0041】

また、有接点リレー（９）がオンするときに発生するサージを除去するため、ＤＣ電源のプラス側の接続（３）と出力箇所（４）の間にバリスタ（１４）を接続し、有接点リレー（１０）がオンするときに発生するサージを除去するため、ＤＣ電源のプラス側の接続（３）と出力箇所（４）の間にバリスタ（１５）を接続する。

【0042】

図２に、制御用プログラム（２４）としてラダー言語を用いた場合の例を示す。

【0043】

条件１（２５）が成立して、正の電圧と電流の出力（２９）がオンした場合は、正の電圧と電流の出力用有接点リレー（９）がオンし、自己保持（２６）もオンになるプログラムになっている。

【0044】

条件２（２７）が成立して、負の電圧と電流の出力（３０）がオンした場合は、負の電圧と電流の出力用有接点リレー（１０）がオンし、自己保持（２８）もオンになるプログラムになっている。

【0045】

なお、負の電圧と電流の出力のｂ接点（３１）と、正の電圧と電流の出力のｂ接点（３２）は、正の電圧と電流の出力（２９）と、負の電圧と電流の出力（３０）が同時にオンしないためのインターロック用である。

【0046】

図３に、制御用プログラムとしてラダー言語を用いて正の電圧と電流の出力（２９）がオンした場合の例を示す。

【0047】

条件１（２５）が成立して、正電圧電流出力（２９）がオンし、また自己保持（２６）がオンし、正の電圧と電流の出力用有接点リレー（９）に対してオンを指定していることを示す。

【0044】

図４に、ＣＰＵユニット（１７）内の制御用プログラム（２４）としてラダー言語を用いて、正の電圧と電流の出力用有接点リレー（９）に対して出力が指定された場合に、内部配線（１６）を通して正の電圧と電流の有接点リレー（９）がオンし、出力箇所（４）から負荷（１１）へ電流（３４）が流れることを示す。

【0045】

すなわち出力箇所（４）から正の電圧と電流が負荷（１１）に対して供給される例を示す。

【0046】

図５に、制御用プログラム（２４）としてラダー言語を用いた場合の例として、負の電圧と電流の出力（３０）がオンした場合の例を示す。

【0047】

条件２（２７）が成立して、負の電圧と電流の出力（３０）がオンし、また自己保持（２８）がオンし、負の電圧と電流の出力用有接点リレー（１０）に対してオンを指定していることを示す。

【0048】

図６に、ＣＰＵユニット（１７）内の制御用プログラム（２４）としてラダー言語を用いて、負の電圧と電流の有接点リレー（１０）に対して出力が指定された場合に、内部配線（１６）を通して負の電圧と電流の有接点リレー（１０）がオンし、負荷（１１）から出力箇所（４）へ電流（３５）が流れることを示す。

【0049】

すなわち出力箇所（４）から負の電圧と電流が負荷（１１）に対して供給される例を示す。

【0050】

図１に示す発明したプログラマブルロジックコントローラ（１）の出力ユニット（２）は、正の電圧と電流、負の電圧と電流を供給する出力箇所（４）は１か所のみの回路で示しているが、正の電圧と電流、および負の電圧と電流を供給する出力箇所は複数でもよい。

【0051】

図７に示す出力ユニット（２）は、４個の出力箇所を備えており、４個の出力箇所に対応する制御用プログラム（２４）としてラダー言語を用いている例を示す。なお、複数の出力箇所の数については制限は無く、８個でもよく、６４個でもよい。

【0052】

１つ目の出力箇所（３６）と、１つ目の出力箇所（３６）の出力を指定する、１つ目の出力箇所の制御用プログラム（３７）と、２つ目の出力箇所（３８）と、２つ目の出力箇所（３８）の出力を指定する、２つ目の出力箇所の制御用プログラム（３９）と、３つ目の出力箇所（４０）と、３つ目の出力箇所（４０）の出力を指定する、３つ目の出力箇所の制御用プログラム（４１）と、４つ目の出力箇所（４２）と、４つ目の出力箇所（４２）の出力を指定する４つ目の出力箇所の制御用プログラム（４３）を備えた出力ユニット（２）の例である。

【0053】

図８に、発明した複数の出力箇所を備えた出力ユニット（２）において、個別の出力箇所から負荷へ供給する正の電圧と電流の供給用ＤＣ電源と、負の電圧と電流の供給用ＤＣ電源について、個別の出力箇所に接続された負荷（１１、１０３）に変動が発生しても、正の電圧と電流あるいは、負の電圧と電流に影響が無くなるように、すなわち安定させることを目的に、個別の出力箇所に個別の正の電圧と電流の供給用ＤＣ電源（７、５１）と、負の電圧と電流の供給用ＤＣ電源（８、５２）を備えている例を示す。

【0054】

なお、複数の個別の出力箇所に、複数の個別の正の電圧と電流の供給用ＤＣ電源および、負の電圧と電流の供給用ＤＣ電源を備える場合、正の電圧と電流の供給用ＤＣ電源および、負の電圧と電流供給用ＤＣ電源の数については制限は無い。例えば図８では、正電圧電流供給用ＤＣ電源および、負電圧電流供給用ＤＣ電源は２個ずつであるが、８個ずつでも良いし、６４個ずつでも良い。

【0055】

図１３に、発明した出力ユニット（２）において、正電圧電流出力用有接点リレー（９）を、ホトトランジスタ（６８）とバイポーラトランジスタのＮＰＮトランジスタ（６９）と電流制限用抵抗（７０）を用いたダーリントン接続の回路へ変更し、負電圧電流出力用有接点リレー（１０）を、ホトトランジスタ（７１）とバイポーラトランジスタのＰＮＰトランジスタ（７２）と電流制限用抵抗（７３）を用いたダーリントン接続の回路へ変更した例を示す。

【0056】

図１４に、図１３のホトトランジスタ（６８、７１）とＮＰＮトランジスタ（６９）とＰＮＰトランジスタ（７２）を用いたダーリントン接続の回路において、バイポーラトランジスタのＮＰＮトランジスタ（６９）をＮ型ＭＯＳＦＥＴ（７４）へ変更し、バイポーラトランジスタのＰＮＰトランジスタ（７２）を、Ｐ型ＭＯＳＦＥＴ（７５）へ変更した例を示す。なお、Ｎ型ＭＯＳＦＥＴ（７４）もしくはＰ型ＭＯＳＦＥＴ（７５）をオフにしたとき、ゲートに蓄積された電荷を引き抜きＧＮＤへ流すための抵抗（１０３、１０４）を接続する。

【発明の利用例】

【0057】

図９に、図１で示した負荷（１１）の替わりにＤＣモータ（４４）を接続した例を示す。

【0058】

まず、ＣＰＵユニット（１７）内の制御用プログラム（２４）にて、ＣＰＵユニット（１７）の出力（６１）から正の電圧と電流の出力用有接点リレー（９）に対して出力が指定された場合、内部配線（１６）を通して正の電圧と電流の出力用有接点リレー（９）がオンし、正の電圧と電流の出力用有接点リレー（９）の接点（２２）が接続され、出力箇所（４）からＤＣモータ（４４）へ正の電圧と電流として流れる電流の方向（３４）へ電流が流れる。

【0059】

すなわち出力箇所（４）から正の電圧と電流がＤＣモータ（４４）に対して供給される。

【0060】

ここで、出力箇所（４）から正電圧電流がＤＣモータ（４４）に対して供給されて、ＤＣモータ（４４）が回転する方向を正転とする。

【0061】

次に、ＣＰＵユニット（１７）内の制御用プログラム（２４）にて、ＣＰＵユニット（１７）の出力（６１）から負電圧電流出力用有接点リレー（１０）に対して出力が指定された場合、内部配線（１６）を通して出力ユニット（２）内の有接点リレー（１０）がオンし、有接点リレーの接点（２３）が接続され、出力箇所（４）からＤＣモータ（４４）へ負の電圧と電流として流れる電流の方向（３５）へ、電流が流れる。

【0062】

すなわち出力箇所（４）から負の電圧と電流がＤＣモータ（４４）に対して供給される。

【0063】

ここで、出力箇所（４）から負の電圧と電流がＤＣモータ（４４）に対して供給されて、ＤＣモータ（４４）が回転する方向を逆転とする。

【0064】

このことにより、ＣＰＵユニット（１７）内の制御用プログラム（２４）にて、正の電圧と電流の出力用有接点リレー（９）あるいは、負の電圧と電流出力用有接点リレー（１０）を切り替えることにより、１か所の出力箇所（４）から正の電圧と電流あるいは、負の電圧と電流を切り替えてＤＣモータ（４４）に対して供給することが可能となり、１か所の出力箇所（４）からＤＣモータ（４４）の回転する方向について正転と逆転を切り替えることが可能となる。

【0065】

なお、図９ではモータ起因サージ対策用コンデンサ（４５）をＤＣモータに並列接続していることを示す。

【0066】

図１０に、図１で示した負荷（１１）の替わりにダブルソレノイド（４６）を接続した例を示す。

【0067】

ＣＰＵユニット（１７）内の制御用プログラム（２４）にて、ＣＰＵユニット（１７）の出力（６１）から正の電圧と電流の出力用有接点リレー（９）に対して出力が指定されると、内部配線（１６）を通して正の電圧と電流の出力用有接点リレー（９）がオンし、正の電圧と電流の出力用箇有接点リレー（９）の接点（２２）が接続され、出力箇所（４）からダブルソレノイド（４６）の正の電圧と電流の供給時の動作部（４７）へ電流が流れる。すなわち、電流は、出力箇所（４）からダブルソレノイド（４６）の正の電圧と電流の供給時の動作部（４７）へ向かって流れる（６６）。

【0068】

ここで、出力箇所（４）からの電流（６６）が、ダブルソレノイド（４６）の正の電圧と電流供給時の動作部（４７）のみ流れるように、正の電圧と電流用整流ダイオード（４８）を電流の流れに対して順方向に接続し、負の電圧と電流の供給時の動作部（４９）へ電流が流れ無いように、負の電圧と電流用整流ダイオード（５０）を電流の流れに対して逆接続になるように接続する。

【0069】

次に、ＣＰＵユニット（１７）内の制御用プログラム（２４）にて、ＣＰＵユニット（１７）の出力（６１）から負の電圧と電流の出力用有接点リレー（１０）に対して出力が指定されると、内部配線（１６）を通して出力ユニット（２）内の負の電圧と電流の出力用有接点リレー（１０）がオンし、負の電圧と電流の出力用有接点リレー（１０）の接点（２３）が接続され、ダブルソレノイド（４６）の負の電圧と電流の供給時の動作部（４９）から出力箇所（４）へ電流が流れる。電流は、ダブルソレノイド（４６）の負の電圧と電流の供給時の動作部（４９）から出力箇所（４）へ向かって流れる（６７）。

【0070】

ここで、ダブルソレノイド（４６）の負の電圧と電流の供給時動作部（４９）から出力箇所（４）への電流（６７）が、負の電圧と電流の供給時動作部（４９）のみ流れるように、負の電圧と電流用整流ダイオード（５０）を電流の流れに対して順方向に接続し、正の電圧と電流の供給時動作部（４７）へ電流が流れ無いように、正の電圧と電流用整流ダイオード（４８）を電流の流れに対して逆接続になるように接続する。

【0071】

このことにより、１か所の出力箇所（４）から正の電圧と電流もしくは、負の電圧と電流を切り替えてダブルソレノイド（４６）に対して供給することが可能となる。

【0072】

すなわち、出力ユニット（２）の１か所の出力箇所（４）からダブルソレノイド（４６）が動作する２つの方向を切り替えることが可能となり、なおかつ出力ユニット（２）の出力箇所（４）から、２つの方向を動作させるダブルソレノイド（７７）への配線が１本で良いことが可能となる。

【0073】

図１１および図１２に、正の電圧と電流用整流ダイオード（４８）と、負の電圧と電流用整流ダイオード（５０）を使用する替わりに、ダブルソレノイド（４６）の正の電圧と電流の供給時動作部（４７）と負の電圧と電流の供給時動作部（４９）にそれぞれ磁石を固定し、正の電圧と電流の供給時動作部（４７）のコイルと、負の電圧と電流の供給時動作部（４９）のコイルに電流が流れるときに発生する磁界を利用する回路の例を示す。

【0074】

図１１に示す、出力ユニット（２）の出力箇所（４）から正の電圧と電流が供給される場合と、図１２に示す、出力ユニット（２）の出力箇所（４）から負の電圧と電流が供給される場合について説明する。

【0075】

図１１と図１２に示すように、コイル（７９）と向き合うようにダブルソレノイド（７７）に磁石（７８）を固定し、コイル（８５）と向き合うようにダブルソレノイド（７７）に磁石（９０）を固定する。

【0076】

このとき、ダブルソレノイド（７７）に固定する磁石（７８）と磁石（９０）の極性については、ダブルソレノイド（７７）にそれぞれ逆の極性になるようにして磁石（７８）と磁石（９０）を固定する。

【0077】

図１１と図１２は、ダブルソレノイド（７７）に固定される２個の磁石について、一方の側の磁石（７８）の極性がＳ極（１０５）になるように磁石（７８）を固定し、ダブルソレノイド（７７）の反対側に固定する磁石（７８）の極性はＮ極（１０６）になるようにした例である。

【0078】

まず図１１について説明する。

【0079】

また、出力ユニット（２）の出力箇所（４）から正の電圧と電流がコイル（７９）に供給された場合のコイル（７９）の極性が、ダブルソレノイド（７７）に固定された磁石（７８）に対して向き合う側が、Ｓ極（８０）になるようした例である。

【0080】

出力ユニット（２）の出力箇所（４）から正の電圧と電流が供給されると、コイル（７９）に発生する磁界は、電流が流れ込む側（８２）に発生する極性がＮ極（８３）になり、コイル（７７）から電流が流れだす側（８４）、すなわちダブルソレノイド（７７）に固定された磁石（７８）に対して向き合う側のコイルに発生する極性はＳ極（８０）になるようにした例である。

【0081】

また、負の電圧と電流が供給される時に、ダブルソレノイド（７７）を引き付ける側のコイル（８５）に発生する磁界については、電流が流れ込む側（８６）に発生する極性がＮ極（８７）になり、コイル（８５）から電流が流れだす側（８８）に発生する極性がＳ極（８９）になるようにコイル（８５）を接続した例である。

【0082】

なおこのとき、コイル（８５）へは負電圧電流では無く、正の電圧と電流が供給されることに注意する。すなわち負の電圧と電流が供給される時にコイル（８５）に発生する磁界と逆の磁界が、コイル（８５）に発生することに注意する。

【0083】

このことにより、出力ユニット（２）の出力箇所（４）から正の電圧と電流が供給されるときに、正の電圧と電流として流れる電流の方向（７６）により、ダブルソレノイド（７７）を引き付ける側のコイル（７９）に発生するＳ極（８０）と、ダブルソレノイド（７７）に固定された磁石（７９）のＮ極（８１）が引き付けあい、負の電圧と電流供給時ダブルソレノイド（７７）を引き付ける側のコイル（８５）に発生するＳ極（８９）と、ダブルソレノイド（７７）に固定された磁石（９０）のＳ極（９１）が反発しあい、ダブルソレノイド（７７）は、正の電圧と電流の供給時にはダブルソレノイド（７７）を引き付ける側のコイル（７９）の方向（９２）へ移動する。

【0084】

次に図１２について説明する。

【0085】

コイル（８５）は、［００８１］と［００８２］に説明した接続に準じており、出力ユニット（２）の出力箇所（４）から負の電圧と電流が供給される時に、ダブルソレノイド（７７）に固定された磁石（９０）に対して向き合う側が、Ｎ極（９５）となるようにした例である。

【0086】

出力ユニット（２）の出力箇所（４）から負の電圧の電流が供給されるときに、負の電圧と電流として流れる電流の方向（９４）により、ダブルソレノイド（７７）を引き付ける側のコイル（８５）に発生する磁界は、電流が流れ込む側（９９）に発生する極性がＮ極（９５）になり、コイル（７７）から電流が流れだす側（９８）に発生する極性がＳ極（１００）になるようにした例である。

【0087】

また、正の電圧と電流が供給される時に、ダブルソレノイド（７７）を引き付ける側のコイル（７９）に発生する磁界については、電流が流れ込む側（１０１）に発生する極性がＮ極（９７）になり、コイル（７９）から電流が流れだす側（１０２）に発生する極性がＳ極（９６）になるようにした例である。

【0088】

なおこのとき、コイル（７９）へは正の電圧と電流では無く、負の電圧と電流が供給されることに注意する。すなわち負の電圧ｔ電流が供給される時にコイル（７９）に発生する磁界と逆の磁界が、コイル（７９）に発生することに注意する。

【0089】

このことにより、出力ユニット（２）の出力箇所（４）から負の電圧と電流が供給されるときに、負の電圧と電流として流れる電流の方向（９４）により、ダブルソレノイド（７７）を引き付ける側のコイル（８５）に発生するＮ極（９５）と、ダブルソレノイド（７７）に固定された磁石（８５）のＮ極（９１）が引き付けあい、正の電圧と電流供給時ダブルソレノイド（７７）を引き付ける側のコイル（７９）に発生するＮ極（９７）と、ダブルソレノイド（７７）に固定された磁石（７８）のＮ極（８１）が反発しあい、ダブルソレノイド（７７）は、負の電圧と電流供給時にはダブルソレノイド（７７）を引き付ける側のコイル（８５）の方向（９３）へ移動する。

【0090】

このことにより、１か所の出力箇所（４）から正の電圧と電流および、負の電圧と電流を切り替えてダブルソレノイド（７７）に対して供給することが可能となる。

【0091】

すなわち、出力ユニット（２）の１か所の出力箇所（４）からダブルソレノイド（７７）の動作する２つの方向を切り替えることが可能となり、なおかつ出力ユニット（２）の出力箇所（４）から、２つの方向を動作させるダブルソレノイド（７７）への配線が１本で良いことが可能となる。

【発明の効果】

【0092】

本発明のプログラマブルロジックコントローラ（１）の出力ユニット（２）を用いると、外付け部品のモータドライバ用ＩＣが不要になり、モータドライバ用ＩＣ用の配線が不要となり、ＤＣモータ（４４）と接続する配線の数は、ＤＣモータ（４４）１個当たり１本で良いため、回路作成時の工程削減、製作時間短縮および費用低減となることが期待される。

【0093】

本発明のプログラマブルロジックコントローラ（１）の出力ユニット（２）を用いると、ダブルソレノイド（４６）と接続する配線の数は、ダブルソレノイド（４６）１個当たり１本で良いため、回路作成時の工程削減、製作時間短縮および費用低減となることが期待される。

【0094】

また、ダブルソレノイド（４６）の問題点である２個の動作部のコイルが同時に動作することが無く、同時通電と呼ばれる状態が無くなり、ダブルソレノイドのコイルが焼損する可能性が無くなることが期待される。

【図面の簡単な説明】

【0095】

【図1】 プログラマブルロジックコントローラと出力ユニットの概略図

【図2】 制御用プログラムとしてラダー言語の表記

【図3】 ラダー言語で表された正電圧電流出力の場合のラダー図

【図4】 正電圧電流出力の場合の出力ユニットの電流経路概略図

【図5】 ラダー言語で表された負電圧電流出力の場合のラダー図

【図6】 負電圧電流出力の場合の出力ユニットの電流経路概略図

【図7】 出力ユニットが複数出力の概略図

【図8】 出力ユニットが複数出力で個別電源の概略図

【図9】 負荷がＤＣモータの概略図

【図10】 負荷がダブルソレノイドの概略図

【図11】 ダブルソレノイドの動作部がコイルで正電圧電流を供給した概略図

【図12】 ダブルソレノイドの動作部がコイルで負電圧電流を供給した概略図

【図13】 出力ユニットの有接点リレーをバイポーラトランジスタに変更した概略図

【図14】 出力ユニットのバイポーラトランジスタをＭＯＳＦＥＴに変更した概略図

【符号の説明】

【0096】

１ プログラマブルロジックコントローラ
２ 出力ユニット
３ ＤＣ電源のプラス側の接続
４ 出力箇所
５ ＤＣ電源のマイナス側の接続
６ ＧＮＤへの接続箇所
７ 正の電圧と電流の供給用ＤＣ電源
８ 負の電圧と電流の供給用ＤＣ電源
９ 正の電圧と電流の出力用有接点リレー
１０ 負の電圧と電流の出力用有接点リレー
１１ 負荷
１２ 短絡保護用抵抗
１３ 短絡保護用抵抗
１４ バリスタ
１５ バリスタ
１６ ＣＰＵと出力ユニットの接続用内部配線
１７ ＣＰＵユニット
１８ 入力ユニットとＣＰＵとの接続用内部配線
１９ 入力ユニット
２０ 入力箇所
２１ スイッチやセンサーなどの入力デバイス
２２ 有接点リレーの接点
２３ 有接点リレーの接点
２４ 制御用プログラム
２５ 条件１
２６ 自己保持
２７ 条件２
２８ 自己保持
２９ 正の電圧と電流の出力
３０ 負の電圧と電流の出力
３１ 負の電圧と電流の出力のｂ接点
３２ 正の電圧と電流の出力のｂ接点
３３ ＧＮＤ
３４ 出力箇所からＤＣモータへ正の電圧と電流として流れる電流の方向
３５ 出力箇所からＤＣモータへ負の電圧と電流として流れる電流の方向
３６ １つ目の出力箇所
３７ １つ目の出力箇所の制御用プログラム
３８ ２つ目の出力箇所
３９ ２つ目の出力箇所の制御用プログラム
４０ ３つ目の出力箇所
４１ ３つ目の出力箇所の制御用プログラム
４２ ４つ目の出力箇所
４３ ４つ目の出力箇所の制御用プログラム
４４ ＤＣモータ
４５ モータ起因サージ対策用コンデンサ
４６ ダブルソレノイド
４７ 正の電圧と電流の供給時の動作部
４８ 正の電圧と電流用整流ダイオード
４９ 負の電圧と電流の供給時の動作部
５０ 負の電圧と電流用整流ダイオード
５１ ２つ目の出力箇所の正の電圧と電流の供給用ＤＣ電源
５２ ２つ目の出力箇所の負の電圧と電流の供給用ＤＣ電源
５３ ２つ目の出力箇所用のＧＮＤへの接続箇所
５４ ２つ目の出力箇所用のＧＮＤ接続
５５ 正の電圧と電流の出力用有接点リレーの接点
５６ 正の電圧と電流の出力用有接点リレーの接点
５７ 接続
５８ 反対側
５９ 負の電圧と電流の出力用有接点リレーの接点
６０ 負の電圧と電流の出力用有接点リレーの接点
６１ プログラマブルロジックコントローラの出力
６２ ＧＮＤへの接続箇所
６３ プログラマブルロジックコントローラの出力
６４ ＧＮＤへの接続箇所
６５ ＧＮＤへ接続
６６ 正の電圧と電流として流れる電流の方向
６７ 負の電圧と電流として流れる電流の方向
６８ ホトトランジスタ
６９ ＮＰＮトランジスタ
７０ 電流制限用抵抗
７１ ホトトランジスタ
７２ ＮＰＮトランジスタ
７３ 電流制限用抵抗
７４ Ｎ型ＭＯＳＦＥＴ
７５ Ｐ型ＭＯＳＦＥＴ
７６ 正電圧電流として流れる電流の方向
７７ ダブルソレノイド
７８ ダブルソレノイドに固定する磁石
７９ コイル
８０ Ｓ極
８１ Ｎ極
８２ 電流が流れ込む側
８３ Ｎ極
８４ 電流が流れだす側
８５ コイル
８６ 電流が流れ込む側
８７ Ｎ極
８８ 電流が流れだす側
８９ Ｓ極
９０ ダブルソレノイドに固定する磁石
９１ Ｓ極
９２ 方向
９３ 方向
９４ 負電圧電流として流れる電流の方向
９５ Ｎ極
９６ Ｓ極
９７ Ｎ極
９８ 電流が流れだす側
９９ 電流が流れ込む側
１００ Ｓ極
１０１ 電流が流れ込む側
１０２ 電流が流れだす側
１０３ 抵抗
１０４ 抵抗
１０５ Ｓ極
１０６ Ｎ極

【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】

【手続補正書】

【提出日】2023-06-09

【手続補正1】

【補正対象書類名】特許請求の範囲

【補正対象項目名】全文

【補正方法】変更

【補正の内容】

【特許請求の範囲】

【請求項1】

出力箇所（４）から正の電圧と電流もしくは、負の電圧と電流を切り替えて供給する回路で、
出力箇所（４）から正の電圧と電流もしくは、負の電圧と電流を切り替えて負荷に対して供給する回路のため、出力箇所（４）から正の電圧と電流もしくは、負の電圧と電流を切り替えて負荷に対して供給するための配線の本数が１本で済み、
プログラマブルロジックコントローラ（１）と出力ユニット（２）は内部配線（１６）で接続されており、ＣＰＵユニット（１７）内の制御用プログラム（２４）にて、ＣＰＵユニット（１７）の出力（６１）から正電圧電流出力用有接点リレー（９）もしくは、負電圧電流出力用有接点リレー（１０）に対して出力が行われると、内部配線（１６）を通して正電圧電流出力用有接点リレー（９）もしくは、負電圧電流出力用有接点リレー（１０）がオンし、ＣＰＵユニット（１７）の出力（６１）に接続された内部配線（１６）は、正電圧電流出力用有接点リレー（９）と、正電圧電流出力用有接点リレー（９）を経由し、ＣＰＵユニット（１７）のＧＮＤへの接続箇所（６３）へ接続され、ＣＰＵユニット（１７）のＧＮＤへの接続箇所（６３）を経由して、ＧＮＤへ接続（６５）され、また、ＣＰＵユニット（１７）の出力（６３）に接続された内部配線（１６）は、負電圧電流出力用有接点リレー（１０）と、負電圧電流出力用有接点リレー（１０）を経由し、ＣＰＵユニット（１７）のＧＮＤへの接続箇所（６４）を経由して、ＧＮＤへ接続（６５）しており、
正電圧電流出力用有接点リレー（９）がオンすると、有接点リレーの接点（２２）が閉じて、正の電圧と電流の供給用ＤＣ電源（７）のプラス側が接続された、出力ユニット（１２）の接続（３）箇所および、有接点リレーの接点（２２）を経由して、出力ユニット（１２）の出力箇所（４）から、正の電圧と電流が負荷（１１）へ供給され、負荷を経由した電流は、出力ユニット（１２）のＧＮＤへの接続箇所（６）を経由して、正の電圧と電流の供給用ＤＣ電源（７）のマイナス側へ流れ、
また、負電圧電流出力用有接点リレー（１０）がオンすると、有接点リレーの接点（２３）が閉じて、負の電圧と電流の供給用ＤＣ電源（８）のマイナス側が接続された、出力ユニット（１２）の接続（５）箇所および、有接点リレーの接点（２３）を経由して、出力ユニット（１２）の出力箇所（４）から、負の電圧 と電流が負荷（１１）へ供給され、負荷を経由した電流は、出力ユニット（１２）のＧＮＤへの接続箇所（６）を経由して負の電圧と電流の供給用ＤＣ電源（８）のプラス側へ流れ、
なお、出力箇所（４）は、複数の出力箇所（４）を備えても良く、
正電圧電流出力用有接点リレー（９）を、バイポーラトランジスタのＮＰＮトランジスタ（６９）あるいは、Ｎ型ＭＯＳＦＥＴ（７４）へ変更し、負電圧電流出力用有接点リレー（１０）を、バイポーラトランジスタのＰＮＰトランジスタ（７２）あるいは、Ｐ型ＭＯＳＦＥＴ（７５）へ変更することができるプログラマブルロジックコントローラ（１）の出力ユニット（２）。