JP2022125558A - 制御システムおよび機能ユニット - Google Patents

Abstract

【課題】複数の機能ユニットを有する制御システムの起動時における突入電流を抑制する。【解決手段】制御システム（１Ａ）は、複数の機能ユニット（１０１，２０１Ａ～２０１Ｄ）と、電源ライン（１１）とを備える。複数の機能ユニット（１０１，２０１Ａ～２０１Ｄ）の各々は、電源ライン（１１）に供給された電源電圧から内部電源電圧を生成する電源回路（１４Ａ，２４Ａ～２４Ｄ）と、電源回路（１４Ａ，２４Ａ～２４Ｄ）の入力に接続されたコンデンサ（１５Ａ，２５Ａ～２５Ｄ）と、制御システム（１Ａ）への電源投入時に、複数の機能ユニット（１０１，２０１Ａ～２０１Ｄ）の電源回路（１４Ａ，２４Ａ～２４Ｄ）に、時間差を設けて電源電圧を順次供給するように構成された起動回路（１７Ａ，２７Ａ～２７Ｄ）とを備える。【選択図】図２

Description

本発明は、制御装置および、その制御装置を構成する機能ユニットに関する。

電気機器に電源を投入した際に、定常持の電流を大きく上回る電流が一時的に流れることがある。このような電流は、一般に突入電流と呼ばれる。

突入電流を抑制するためのさまざまな回路が提案されている。たとえば特開２０１８－１４８５１１号公報（特許文献１）は、周囲環境の温度によらず突入電流の抑制の効果を達成することを可能にする突入電流抑制回路を提案する。

特開２０１８－１４８５１１号公報

ＦＡ（Factory Automation）を用いた生産現場で使用される機械および設備は、典型的には、プログラマブルコントローラ（Programmable Logic Controller；以下「ＰＬＣ」とも称す。）などの制御装置によって制御される。ＰＬＣ（プログラマブルコントローラ）は、典型的には、制御プログラム含む各種プログラムを実行する主体であるＣＰＵ（Central Processing Unit）ユニット、フィールドからの信号を遣り取りするＩ／Ｏ（Input/Output）ユニットなど、各種の処理を担う機能ユニットを含む。

ユニットが消費する電力は、一般的に、その機能（性能と言い換えてもよい）が向上するほど大きい。さらに、ユニットの数が増えるほどＰＬＣ全体の消費電流が大きくなる。したがって、制御装置に電源を供給する電源装置の容量は、各ユニットの消費電力およびＰＬＣに含まれるユニットの最大数を考慮して定められる。

しかし、一般には大容量の電源装置ほど、その電源装置を設計および製造するためのコストが増加する。さらに、電源装置の容量が大きいことにより、制御装置への電源投入時の突入電流も大きくなる。

本発明の１つの目的は、複数の機能ユニットを有する制御システムの起動時における突入電流を抑制するための技術を提供することである。

本開示の一例に従う制御システムは、制御対象に対する制御処理を実行するための制御システムであって、制御処理を実行するための機能が実装された複数の機能ユニットと、複数の機能ユニットに電源電圧を供給するための電源ラインとを備える。複数の機能ユニットの各々は、電源ラインに供給された電源電圧から内部電源電圧を生成する電源回路と、電源回路の入力に接続されたコンデンサとを含む。制御システムは、制御システムへの電源投入時に、複数の機能ユニットの電源回路に、時間差を設けて電源電圧を順次供給するように構成された起動回路をさらに備える。

この構成によれば、複数の機能ユニットを有する制御システムの起動時における突入電流を抑制することができる。複数の機能ユニットが順に時間差を設けて起動される。各機能ユニットでは、入力コンデンサの充電等により突入電流が生じる。突入電流は、ユニットの台数に相当する回数発生するものの、１回に発生する突入電流の大きさを、１台の機能ユニットに生じる突入電流の大きさに抑えることができる。

本開示の一例に従う機能ユニットは、制御対象に対する制御処理を実行するための機能が実装され、制御システムを構成する機能ユニットであって、機能ユニットに電源電圧を与えるための電源ラインと、電源ラインの第１の端部に接続されて電源電圧を受ける電源入力端子と、電源ラインの第２の端部に接続されるとともに、機能ユニットとともに制御システムを構成する後段のユニットの電源入力端子に接続可能に構成される電源出力端子と、電源ラインに供給された電源電圧から内部電源電圧を生成する第１の電源回路と、第１の電源回路の入力に接続されたコンデンサと、内部電源電圧を受けて機能を実行する内部回路と、電源入力端子に電源電圧が入力された場合に、先に機能ユニットの第１の電源回路に電源電圧を供給し、時間差を設けて後段のユニットの第１の電源回路に電源電圧を供給するように構成された起動回路とを備える。

この構成によれば、制御システムの起動時における突入電流を抑制することができる。機能ユニットに電源電圧が供給されて、起動される。次に、その機能ユニットは、後段の機能ユニットに電源電圧を投入する。したがって各機能ユニットの起動時に突入電流が発生するものの、１回に発生する突入電流の大きさを、１台の機能ユニットに生じる突入電流の大きさに抑えることができる。

起動回路は、第１の電源回路の入力を、電源ラインに電気的に接続するか否かを切り替えるように構成された接続部と、接続部を制御する制御回路と、電源ラインに接続されて、制御回路の動作のための動作電圧を制御回路に供給する第２の電源回路とを含むのでもよい。機能ユニットは、機能ユニットの接続部が第１の電源回路の入力を、電源ラインに電気的に接続した後に、後段のユニットの制御回路に接続部を動作させるように接続部を起動するタイミングを指示するための起動信号を発生させる起動信号生成回路と、起動信号を起動信号生成回路から後段のユニットに出力するための信号出力端子とをさらに備えることができる。

この構成によれば、前段の機能ユニットが後段の機能ユニットへの電源電圧の供給を制御する。したがって、前段の機能ユニットへの電源電圧の供給開始後に後段の機能ユニットに電源電圧の供給を開始することができる。なお、接続部は、第１の電源回路の入力と電源ラインとの間の電気的導通を可能にする回路であればよい。

接続部は、電源ラインと第１の電源回路の入力との間に設けられたスイッチであってもよい。第１の電源回路は、起動信号生成回路を含んでもよい。起動信号生成回路は、スイッチがオンした時点からの起動時間の経過後に起動信号を生成してもよい。

この構成によれば、前段の機能ユニットの第１の電源回路が後段の機能ユニットに起動信号を送る。電源電圧の供給を制御する。したがって、前段の機能ユニットの第１の電源回路の起動完了後（たとえばコンデンサの充電完了後）に、後段の機能ユニットに電源電圧の供給を開始することができる。なお、起動時間は、第１の電源回路の入力の電圧が所定の電圧に達するまでの時間であってもよい。あるいは起動時間は、固定された時間であってもよい。

機能ユニットおよび後段のユニットは、制御システムにおける最前段のユニットを基準にして、機能ユニットおよび後段のユニットを相対的にアドレス指定するためのアドレス値を有する。制御回路は、アドレス値が与えられると、接続部を起動させるまでの待機時間を算出して、待機時間の経過後に接続部を起動させてもよい。制御回路は、起動信号生成回路を含むことができる。起動信号生成回路は、機能ユニットのアドレス値に基づいて後段のユニットに割り当てられるアドレス値を生成して、後段のユニットのアドレス値を示す信号を、起動信号として生成する。

この構成によれば、前段の機能ユニットの制御回路が後段の機能ユニットに起動信号を送る。起動信号は、各機能ユニットを識別するためのアドレス値である。アドレス値は、制御システムにおける各機能ユニットの接続位置に従って定められてもよい。アドレス値は機能ユニットごとに異なるので、各機能ユニットは、それぞれ異なるタイミングで第１の電源回路を起動させる。したがって、前段の機能ユニットと後段の機能ユニットとの間で、電源電圧の供給を開始するタイミングを異ならせることができる。

第１の電源回路の入力は電源ラインに接続されてもよい。起動回路は、電源ラインにおいて、第１の電源回路の入力と電源出力端子との間に設けられたスイッチと、起動信号に応じてスイッチをオンするようにスイッチを制御する制御回路と、電源ラインに接続されて、制御回路の動作のための動作電圧を制御回路に供給する第２の電源回路とを含んでもよい。第１の電源回路は、第１の電源回路への電源電圧の供給開始から起動時間が経過すると起動信号を発生させる起動信号生成回路を含んでもよい。

この構成によれば、各機能ユニットの第１の電源回路がスイッチをオンすることによって、自己の次段の機能ユニットに電源電圧が供給される。前段の機能ユニットと後段の機能ユニットとの間で、電源電圧の供給を開始するタイミングを異ならせることができる。

第１の電源回路の入力電圧は、電源電圧よりも高い電圧であってもよい。接続部は、起動信号により起動されて、電源電圧を第１の電源回路の入力電圧に変換するとともにコンデンサを充電する第３の電源回路を含むのでもよい。

第１の電源回路の入力電圧は、電源電圧よりも高い電圧であり、機能ユニットは、起動信号により起動されて、電源電圧を第１の電源回路の入力電圧に変換するとともにコンデンサを充電する第３の電源回路をさらに備えるのでもよい。すなわち、機能ユニットは、電源ラインと第１の電源回路の入力との間に、接続部に加えて第３の電源回路を有するのでもよい。

この構成によれば、コンデンサの入力電圧を保持する回路によって、コンデンサを充電することができる。制御システムへの電源供給がオフされたときには、電源ラインに電源電圧が供給されない。しかし、コンデンサに蓄えられた電力を用いることによって機能ユニット内の回路は、電源オフ時に必要な処理を実行することができる。

本発明によれば、複数の機能ユニットを有する制御システムの起動時における突入電流を抑制することができる。

一実施形態に係る制御システムを含む生産システムの模式図である。 本実施の形態に係る制御システムの電源供給に関する構成を示したブロック図である。 電源電圧が供給される機能ユニットの台数が１台の場合の回路図である。 図３に示した機能ユニットにおける電流の変化を示した図である。 １台の電源ユニットから複数の機能ユニットに電源電圧を供給する場合の構成例を示した図である。 図５に示した回路構成の変形例を説明する図である。 図６に示した機能ユニット全体の電流の変化を示した図である。 第１の実施の形態に従う機能ユニットの構成を示した図である。 第２の実施の形態に従う機能ユニットの構成を示した図である。 第３の実施の形態に従う機能ユニットの構成を示した図である。 第３の実施の形態に従う機能ユニットの変形例の構成を示した図である。 第４の実施の形態に従う機能ユニットの構成を示した図である。 第４の実施の形態に従う機能ユニットの別の構成を示した図である。 第４の実施の形態に従う機能ユニットのさらに別の構成を示した図である。 第４の実施の形態に従う機能ユニットのさらに別の構成を示した図である。

本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中の同一または相当部分については、同一符号を付してその説明は繰返さない。

＜Ａ．適用例＞
まず、本発明が適用される場面の一例について説明する。図１は、一実施形態に係る制御システムを含む生産システムの模式図である。本実施の形態に係る制御システムは、たとえばＦＡ（Factory Automation：ファクトリオートメーション）の生産ライン１０に備えられ、制御対象を制御する。生産ライン１０は、制御システム１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄ，１Ｅ，１Ｆ，１Ｇ，１Ｈを含む。制御システム１Ａ～１Ｈは、たとえばＰＬＣによって実現される。

制御システム１Ａ～１Ｈは、通信装置４に接続される。制御システム１Ａ～１Ｈは通信装置４を介して、互いの間でデータを遣り取りできる。通信装置４は、産業分野で行われる通信に必要なリアルタイム性を実現するための装置であり、たとえばIEEE 802.1.TSNに準拠したスイッチである。また、制御システム１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄ，１Ｅ，１Ｆ，１Ｇ，１Ｈは、互いに時刻同期する。このために制御システム１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄ，１Ｅ，１Ｆ，１Ｇ，１Ｈの各々は、タイマー機能を備える。

図１に示す生産ライン１０において、制御システム１Ａ～１Ｈのうち少なくとも１つが実施の形態に係る制御システムである。以後、実施の形態に係る制御システムとして、制御システム１Ａを説明する。なお、制御システム１Ａ～１Ｈのすべてが本実施の形態に係る制御システムに該当してもよい。さらに、図１は、生産ライン１０に含まれる制御システムの数を限定することを意図していない。

制御システム１Ａは、制御対象であるフィールド機器５に対する制御処理を実行する。制御システム１Ａは、その制御処理を実行するための機能が実装された複数の機能ユニットを備える。図１に示すように、制御システム１Ａは、ＣＰＵユニット１０１、機能ユニット２０１Ａ，２０１Ｂ，２０１Ｃ，２０１Ｄおよび、Ｉ／Ｏユニット３００Ａを含む。フィールド機器５の種類は特に限定されず、たとえばサーボモータ等を含みうる。Ｉ／Ｏユニット３００Ａは、たとえばＥｔｈｅｒＣＡＴ（登録商標）プロトコルなどの産業用ネットワーク用のプロトコルに従って、ＣＰＵユニット１０１との間でデータを遣り取りする。

機能ユニット２０１Ａ，２０１Ｂ，２０１Ｃ，２０１Ｄの各々が実装する機能は、特に限定されるものではない。たとえば、機能ユニット２０１Ａ，２０１Ｂ，２０１Ｃ，２０１Ｄは、通信ユニットを含むことができる。図１に示した例では、機能ユニット２０１Ｄは通信ユニットであり、ネットワークを介して通信装置４に接続される。

ＡＣ－ＤＣ電源４００Ａは、交流電圧を直流電圧に変換して、その直流電圧を、制御システム１Ａに電源電圧として供給する。制御システム１Ａの電源電圧は、たとえばＤＣ２４Ｖである。

ＣＰＵユニット１０１および機能ユニット２０１Ａ，２０１Ｂ，２０１Ｃ，２０１Ｄは連結される。これにより、各ユニットに共通の内部バス（図示せず）が構成される。この内部バスは、電源ラインを含む。本実施の形態では、電源電圧は、制御システム１Ａの内部の電源ライン（図示せず）を介してＣＰＵユニット１０１および機能ユニット２０１Ａ～２０１Ｄの各々に供給される。すなわち、ＣＰＵユニット１０１および機能ユニット２０１Ａ～２０１Ｄは、電源ラインに対して並列に接続される。

制御システム１Ｂは、ＣＰＵユニット１０２、機能ユニット２０２Ａおよび、Ｉ／Ｏユニット３００Ｂを含む。Ｉ／Ｏユニット３００Ａと同様に、Ｉ／Ｏユニット３００Ｂは、たとえばＥｔｈｅｒＣＡＴ（登録商標）プロトコルなどの産業用ネットワーク用のプロトコルに従って、ＣＰＵユニット１０２との間でデータを遣り取りする。機能ユニット２０２Ａは、たとえば通信ユニットであり、ネットワークを介して通信装置４に接続される。制御システム１Ａと同様に、ＡＣ－ＤＣ電源４００Ｂは、電源電圧（たとえばＤＣ２４Ｖ）を制御システム１Ｂの各機能ユニットに供給する。

＜Ｂ．制御システムおよび機能ユニットの概略構成＞
図２は、本実施の形態に係る制御システムの電源供給に関する構成を示したブロック図である。図２に示すように、制御システム１Ａは、制御対象に対する制御処理を実行するための機能が実装された複数の機能ユニット（ＣＰＵユニット１０１および機能ユニット２０１Ａ～２０１Ｄ）と、複数の機能ユニットに電源電圧を供給するための電源ライン１１とを備える。複数の機能ユニットの各々は、電源ライン１１に供給された電源電圧から内部電源電圧を生成する電源回路（電源回路１４Ａ，２４Ａ～２４Ｄ）と、電源回路の入力に接続されたコンデンサ（コンデンサ１５Ａ，２５Ａ～２５Ｄ）とを含む。制御システム１Ａは、制御システム１Ａへの電源投入時に、複数の機能ユニットの電源回路に、時間差を設けて電源電圧を順次供給するように構成された起動回路１７Ａ，２７Ａ～２７Ｄをさらに備える。

起動回路１７Ａ，２７Ａ～２７Ｄは、ＣＰＵユニット１０１、機能ユニット２０１Ａ、機能ユニット２０１Ｂ、機能ユニット２０１Ｃ、機能ユニット２０１Ｄの順に電源電圧が供給されるように、電源回路１４Ａ，２４Ａ～２４Ｄを制御する。なお、本明細書では、連結された複数の機能ユニットのうち、電源電圧が先に供給されるほうの機能ユニットを「前段のユニット」と呼び、電源電圧が後に供給されるほうの機能ユニットを「後段のユニット」と呼ぶ。ＣＰＵユニット１０１は、制御システム１Ａ内の複数の機能ユニットにおける「最前段のユニット」に相当し、機能ユニット２０１Ｄは、制御システム１Ａ内の複数の機能ユニットにおける「最後段の機能ユニット」に相当する。

図２に示すように、電源電圧の供給のための基本的な回路構成は、ＣＰＵユニット１０１および機能ユニット２０１Ａ～２０１Ｄの間で同じである。ＣＰＵユニット１０１、および機能ユニット２０１Ａ～２０１Ｄは、それぞれ、電源ライン１１Ａ，２１Ａ～２１Ｄ、電源入力端子１２Ａ，２２Ａ～２２Ｄ、および、電源出力端子１３Ａ，２３Ａ～２３Ｄを含む。

電源ライン１１Ａ，２１Ａ～２１Ｄは、それぞれ、ＣＰＵユニット１０１および機能ユニット２０１Ａ～２０１Ｄに電源電圧を与えるための電源ラインである。電源入力端子１２Ａ，２２Ａ～２２Ｄは、それぞれ、電源ライン１１Ａ，２１Ａ～２１Ｄの第１の端部に接続されて電源電圧を受ける。電源出力端子１３Ａ，２３Ａ～２３Ｄは、それぞれ、電源ライン１１Ａ，２１Ａ～２１Ｄの第２の端部に接続されるとともに、後段のユニットの電源入力端子に接続可能に構成される。

ＣＰＵユニット１０１、および機能ユニット２０１Ａ～２０１Ｄが連結されることにより、機能ユニットの電源出力端子が、そのユニットの直後の段のユニットの電源入力端子に接続される。これによって、電源ライン１１Ａ，２１Ａ～２１Ｄが接続されて、電源ライン１１が構成される。ＣＰＵユニット１０１の電源入力端子１２Ａは、ＡＣ－ＤＣ電源４００Ａに結合されて、電源電圧（たとえばＤＣ２４Ｖ）を受ける。これにより、ＣＰＵユニット１０１および機能ユニット２０１Ａ～２０１Ｄの各々は、電源ライン１１を通じて電源電圧を受ける。

ＣＰＵユニット１０１、および機能ユニット２０１Ａ～２０１Ｄは、それぞれ、電源回路１４Ａ，２４Ａ～２４Ｄと、コンデンサ１５Ａ，２５Ａ～２５Ｄと、内部回路１６Ａ，２６Ａ～２６Ｄと、起動回路１７Ａ，２７Ａ～２７Ｄとを備える。電源回路１４Ａ，２４Ａ～２４Ｄ（第１の電源回路）は、電源ライン１１Ａ，２１Ａ～２１Ｄのそれぞれに供給された電源電圧から、内部電源電圧を生成する。内部電源電圧は、たとえばＤＣ５Ｖ、ＤＣ３．３Ｖなどである。

コンデンサ１５Ａ，２５Ａ～２５Ｄは、それぞれ電源回路１４Ａ，２４Ａ～２４Ｄの入力に接続される。

内部回路１６Ａ，２６Ａ～２６Ｄは、内部電源電圧を受けて、制御システム１Ａによる制御処理のための機能を実行する。起動回路１７Ａ，２７Ａ～２７Ｄの各々は、電源入力端子に電源電圧が入力された場合に、先に、その起動回路が含まれる機能ユニットの内部電源回路に電源電圧を供給し、時間差を設けて後段のユニットの内部電源回路に電源電圧を供給するように構成される。一実施形態では、起動回路は、後段のユニットの起動回路に、電源回路を起動するための信号を送る。別の実施形態では、前段の機能ユニットの電源回路が起動した後に、その電源回路が、後段のユニットの起動回路に電源回路を起動させるための信号を送る。

本実施の形態によれば、複数の機能ユニットの電源回路に、時間差を設けて電源電圧を順次供給する。これにより、電源装置の容量の増加を抑えつつ、複数のユニットを有する制御システムの起動時の突入電流を抑制することができる。この点について、以下に説明する。

＜Ｃ．突入電流の抑制に関する課題＞
図３は、電源電圧が供給される機能ユニットの台数が１台の場合の回路図である。図３では、ＣＰＵユニット１０１の電源回路に関連する構成を示す。ＡＣ－ＤＣ電源４０１は、電源回路１４Ａに、電源電圧（たとえばＤＣ２４Ｖ）を供給する。

図４は、図３に示した機能ユニットにおける電流の変化を示した図である。機能ユニットへの電源投入(Power ON)の際に、電流ｉが急激に上昇して、定常値よりも大きな値（Ｘ［Ａ］）に達する。電源投入時に急激に上昇する電流は突入電流と呼ばれる。コンデンサ１５Ａが充電されるにつれて電流ｉは次第に減少し、機能ユニットの通常稼働時の電流値（Ｙ［Ａ］）に達する。

突入電流が生じる１つの要因は、電源回路１４Ａの入力に接続されたコンデンサ１５Ａへの充電である。電源回路１４Ａには大きな容量を有するコンデンサ１５Ａが接続される。機能ユニットへの電源投入時には、大容量のコンデンサを充電するために、大電流が瞬間的に流れる。このため突入電流が発生する。

コンデンサ１５Ａに大容量のコンデンサが用いられるのは以下の理由による。ＣＰＵユニット等の高機能（高性能と言い換えてもよい）な機能ユニットでは、ユニット内のＣＰＵあるいは周辺回路の消費電力が大きいため、機能ユニット１台あたりの消費電力が大きい。さらに、高機能（高性能）なユニットでは、電源オフ時に、データ保護の処理といった、電源オフのための準備が必要となる。あるいは、電源オフ時に、ＣＰＵおよび周辺回路を損傷させないように、機能ユニットの内部で電源オフの順番を守る必要がある。したがって、電源オフの際に、一定期間、機能ユニットの内部で電源を保持する必要がある。この要求を満たすためには、大きな容量を有するコンデンサに電力を蓄えておく必要がある。

図５は、１台の電源ユニットから複数の機能ユニットに電源電圧を供給する場合の構成例を示した図である。図５に示された構成では、電源ユニット４０からＣＰＵユニット１０１および機能ユニット２０１Ａ～２０１Ｃに電源電圧（たとえばＤＣ５Ｖ）が供給される。

電源ユニット４０は、電源回路４１と、コンデンサ４２と、電源回路４３とを備える。電源回路４１の出力は、コンデンサ４２および電源回路４３の入力に接続される。電源回路４１は、ＡＣ－ＤＣ電源４０２からの電圧（たとえばＤＣ２４Ｖ）を受けて、電源回路４３およびコンデンサ４２の入力電圧を保持する電圧保持回路である。電源回路４３は、入力電圧を、機能ユニットの電源電圧に変換する。

図５に示した構成では、電源ユニット４０の出力容量は、機能ユニットの消費電力に依存する。複数の機能ユニット全体での消費電力が大きい場合（機能ユニットの消費電力が大きい場合、および機能ユニットの台数が増えた場合など）には、大きな出力容量を有する電源ユニットが必要になる。

さらに図５に示した構成では、電源ユニット４０の出力容量を決定する場合、機能ユニットの最大接続台数あるいは最大の消費電力を予め想定しなければならない。しかし、このように電源ユニット４０の出力容量を決定したとしても、機能ユニットの実際の台数が最大接続台数よりも大幅に小さい可能性がある。電源ユニットの出力容量を必要以上に大きくすることは、製造コスト、サイズ、放熱性などの点において課題が生じうる。

図６は、図５に示した回路構成の変形例を説明する図である。図６に示した構成では、複数の機能ユニット（ＣＰＵユニット１０１および機能ユニット２０１Ａ～２０１Ｄの各々）が電源回路（電源回路１４Ａ，２４Ａ～２４Ｄ）を有する。各機能ユニットの電源回路は、ＡＣ－ＤＣ電源４００Ａから供給される電源電圧（ＤＣ２４Ｖ）から、内部電源電圧を生成する。各機能ユニットの電源回路の入力にコンデンサ（コンデンサ１５Ａ，２５Ａ～２５Ｄ）が接続される。

図７は、図６に示した機能ユニット全体の電流の変化を示した図である。複数の機能ユニットに対して同時に電源電圧が供給される。電源回路の容量（コンデンサの容量を含む）が複数の機能ユニットの間で同じであるとすると、突入電流および通常起動後の電流は、機能ユニットの台数に比例する。したがって、突入電流および通常稼働時の電流は、それぞれ、機能ユニットが１台のときの突入電流（Ｘ［Ａ］）および通常稼働時の電流（Ｙ［Ａ］）の５倍となる。

突入電流と通常稼働時の消費電流（または消費電力）が大きく異なることにより、たとえば、電源装置、あるいは電源装置と制御システムとの間に設けられるブレーカ、フューズ、フィルター等の部品の選定が難しくなる。基本的には、電源装置およびブレーカ等の部品には、大きな容量を有するものが選定される。しかし、容量が大きいほど、電源装置および部品の値段が高くなる。さらに、ブレーカ、フューズの容量を、突入電流を考慮して決定した場合、稼働時に通常の電流よりも大きな電流が発生しても、その電流が突入電流よりも小さければ、ブレーカあるいはフューズが機能しない。このため回路の保護の点で問題となる。

電源装置の出力容量の増加を抑えるためには、複数の機能ユニットの各々が電源回路を有する必要がある。しかし、制御システムを構成する複数の機能ユニットが電源に並列に接続されているため、突入電流も大きくなりやすい。

＜Ｄ．実施の形態に係る機能ユニットの具体的構成＞
（実施の形態１）
図８は、第１の実施の形態に従う機能ユニットの構成を示した図である。図８に示すように、ＣＰＵユニット１０１は、入力ライン４４，４５によってＡＣ－ＤＣ電源４００Ａに接続される。入力ライン４５の電圧を基準（ＤＣ０Ｖ）として、入力ライン４４に電源電圧（ＤＣ２４）が供給される。

入力ライン４４，４５には、ブレーカ４６が挿入される。ブレーカ４６の代わりにフューズが入力ライン４４に挿入されてもよい。

ＣＰＵユニット１０１において、電源入力端子１２Ａ，１１１が入力ライン４４，４５に接続される。これにより、電源ライン１１には電源電圧が供給される。電源入力端子１１１は、制御システム１Ａの内部の基準電圧ライン１１２に接続される。基準電圧ライン１１２は、端子１２１に接続され、端子１２１は、機能ユニット２０１Ａの端子２２１に接続される。端子２２１は基準電圧ライン２１２に接続され、基準電圧ライン２１２は端子２３２に接続される。

ＣＰＵユニット１０１に電源電圧が供給されると、起動回路１７Ａは、電源回路１４Ａを起動する。起動回路１７Ａは、スイッチ１７１と、論理回路（Ｌｏｇｉｃ）１７２と、ロジック電源回路１７３とを含む。

スイッチ１７１は、電源回路１４Ａの入力を、電源ライン１１に電気的に接続するか否かを切り替えるように構成された接続部である。スイッチ１７１は、電源ライン１１と、電源回路１４Ａの入力との間に設けられる。図８に示すように、突入電流を抑制するための抵抗１５１が、コンデンサ１５Ａとスイッチ１７１との間に配置されてもよい。抵抗１５１は、コンデンサ１５Ａとともに電源回路１４Ａの入力に接続される。

論理回路１７２は、スイッチ１７１を制御する制御回路である。ロジック電源回路１７３は、電源ライン１１（電源ライン１１Ａ）に接続されて、論理回路１７２の動作のための動作電圧を論理回路１７２に供給する動作電源回路（第２の電源回路）である。ロジック電源回路１７３は、論理回路１７２に、論理回路用の電源電圧（たとえばＤＣ５Ｖ）を供給する。

制御システム１Ａの起動と同時に、ロジック電源回路１７３に電源電圧が供給されるため、論理回路１７２も、制御システム１Ａの起動直後より、ロジック電源回路１７３から動作電圧を受ける。したがって、論理回路１７２は、制御システム１Ａの起動とほぼ同時に起動されて、スイッチ１７１をオンする。これにより、電源回路１４Ａに電源電圧が供給される。コンデンサ１５Ａが充電されるため、ＣＰＵユニット１０１において突入電流が発生する。しかし、他の機能ユニットでは突入電流は発生しない。

電源回路１４Ａは、起動信号生成回路１４１を含む。起動信号生成回路１４１は、ＣＰＵユニット１０１のスイッチ１７１が電源回路１４Ａの入力を、電源ライン１１に電気的に接続した後に、起動信号ＳＧを発生させる。

起動信号ＳＧは、コンデンサ１５Ａの充電が完了したことを機能ユニット２０１Ａに通知する信号である。たとえば起動信号生成回路１４１は、スイッチ１７１がオンした時点から起動時間が経過した後に起動信号ＳＧを発生させてもよい。この起動時間は、たとえば、電源回路１４Ａの入力電圧が予め設定された電圧に達したことを電源回路１４Ａが検知するまでの時間であってもよい。あるいは、起動時間は、スイッチ１７１がオンした時点からの所定の時間であってもよい。この「所定の時間」は、抵抗１５１の抵抗値およびコンデンサ１５Ａの容量値より定まる時定数に基づいて、予め決定することができる。

電源回路１４Ａ（起動信号生成回路１４１）は、起動信号ＳＧを出力する。起動信号ＳＧは、信号出力端子１９ＢからＣＰＵユニット１０１の外部に出力される。信号出力端子１９Ｂには、機能ユニット２０１Ａの信号入力端子２９Ａが接続されている。したがって、起動信号ＳＧは、機能ユニット２０１Ａの起動回路２７Ａに入力される。

起動回路２７Ａは、スイッチ２７１と、論理回路２７２と、ロジック電源回路２７３とを含む。スイッチ２７１、論理回路２７２、およびロジック電源回路２７３の機能は、基本的に、スイッチ１７１、論理回路１７２、およびロジック電源回路１７３の機能と同じである。制御システム１Ａの起動と同時に、ロジック電源回路２７３に電源電圧が供給されるため、論理回路２７２も、制御システム１Ａの起動直後より、ロジック電源回路２７３から動作電圧を受ける。論理回路２７２は、起動信号ＳＧに応じて、スイッチ２７１をオンする。これにより、電源回路２４Ａの入力が電源ライン１１に接続されて、電源電圧が電源回路２４Ａに供給される。ＣＰＵユニット１０１からの起動信号ＳＧは、機能ユニット２０１Ａの接続部を起動する（スイッチをオンする）タイミングを指示するための信号に相当する。

電源回路２４Ａは、起動信号生成回路２４１を含む。起動信号生成回路１４１と同様に、起動信号生成回路２４１は、コンデンサ２５Ａの充電が完了すると、起動信号ＳＧを発生させる。電源回路２４Ａ（起動信号生成回路２４１）は起動信号ＳＧを、信号出力端子２９Ｂから外部に出力する。

信号出力端子２９Ｂは、後段のユニット（機能ユニット２０１Ｂ）の信号入力端子に接続される。これにより、機能ユニット２０１Ａからの起動信号ＳＧは、機能ユニット２０１Ｂに入力される。起動信号ＳＧを受けた後の機能ユニット２０１Ｂの動作は、機能ユニット２０１Ａの動作と同じであるので以後の説明は繰り返さない。

このように、第１の実施の形態では、前段のユニットのコンデンサの充電が完了すると、前段のユニットは後段のユニットに起動信号ＳＧを送る。後段のユニットの起動回路は、その起動信号ＳＧに応じて電源回路を起動する。最前段のユニットから順に、時間差を設けて起動されるので、突入電流は、ユニットの台数に相当する回数発生するものの、１回に発生する突入電流の大きさを、機能ユニット１台分の突入電流の大きさに抑えることができる。

（実施の形態２）
図９は、第２の実施の形態に従う機能ユニットの構成を示した図である。図９に示す構成では、起動信号生成回路は論理回路に含まれる。したがって論理回路が起動信号ＳＧを生成する。

具体的には、起動信号ＳＧは、制御システム１Ａにおける機能ユニットの接続位置を特定するためのアドレス値を示す信号である。「接続位置」は「順序」あるいは「段」と読み替えてもよい。各機能ユニットのアドレス値は、最前段のユニットであるＣＰＵユニット１０１を基準とした相対値となる。

図９に示すように、ＣＰＵユニット１０１のアドレス値を「００」とする。なお、制御システム１ＡにおけるＣＰＵユニット１０１の位置は予め決まっているので、ＣＰＵユニット１０１のアドレスを固定にすることができる。ＣＰＵユニット１０１の論理回路１７２は、後段のユニットである機能ユニット２０１Ａに、機能ユニット２０１Ａのアドレスを通知する。

起動信号生成回路１４１は、アドレス加算回路により実現可能である。アドレス加算回路は、アドレス値「００」に１を加算する。したがって、機能ユニット２０１Ａのアドレス値が「０１」となる。起動信号生成回路１４１は、アドレス値「０１」を通知する信号を起動信号ＳＧとして信号出力端子１９Ｂから出力する。信号出力端子１９Ｂには、機能ユニット２０１Ａの信号入力端子２９Ａが接続されているので、起動信号ＳＧが論理回路２７２に入力される。

論理回路２７２は、アドレス値「０１」に１を加算して、機能ユニット２０１Ｂのアドレス値「０２」を決定するとともに、アドレス値「０２」を通知する信号を起動信号ＳＧとして信号出力端子２９Ｂから出力する。

論理回路２７２は、機能ユニット２０１Ａのアドレス値「０１」に基づいて、スイッチ２７１をオンするタイミングを決定する。たとえば、論理回路２７２は、アドレス値に所定の時定数（たとえば５００ｍｓ）を乗じた値を待機時間に設定する。論理回路２７２は、内部のタイマーを動作させて、設定された待機時間が経過したときにスイッチ２７１をオンする。

機能ユニット２０１Ｂ、および、それ以後の機能ユニットにおけるスイッチの制御は、機能ユニット２０１Ａにおけるスイッチ２７１の制御と同様である。実施の形態２では、前段の機能ユニットが後段のユニットに、その後段のユニットのアドレスを通知する。各機能ユニットは、アドレス値に応じた時間だけ待機して、その待機時間が経過した後にスイッチをオンする。したがって、ある機能ユニットと、その後段の機能ユニットとの間では、スイッチをオンするタイミングが（アドレスの増分値）×（所定の時定数）に相当する時間だけ異なる。これにより、複数の機能ユニットの電源回路に、時間差を設けて電源電圧を順次供給することができるので、実施の形態１と同様に、制御システム全体の突入電流を抑制することができる。

なお、上述の形態では、前段の機能ユニットは、自身のアドレス値を増加させることにより、後段の機能ユニットのアドレス値を生成する。しかし、アドレス値の減算によって後段の機能ユニットのアドレス値を生成してもよい。この場合、複数の機能ユニットの間では、ＣＰＵユニット１０１のアドレス値が最も大きくなる。ある機能ユニットと、その後段の機能ユニットとの間では、スイッチをオンするタイミングを（アドレスの減少値の絶対値）×（所定の時定数）に相当する時間だけ異ならせればよい。

（実施の形態３）
図１０は、第３の実施の形態に従う機能ユニットの構成を示した図である。図１０に示す構成では、各機能ユニットにおいて、電源回路の入力が電源ラインに接続される。さらに、電源ライン上、かつ、電源回路の入力と電源出力端子との間にスイッチが設けられる。したがって、各機能ユニットの起動回路は、その機能回路の次段の機能ユニットの電源回路に電源電圧を供給するための回路である。

第１の実施の形態と同様に、起動信号生成回路は、電源回路に含まれ、コンデンサの充電が完了すると起動信号を発生させる。第３の実施の形態では、起動信号は、その起動信号生成回路の属する機能ユニット内の論理回路に送られる。この点において、第３の実施の形態は、第１の実施の形態と異なる。

具体的に、ＣＰＵユニット１０１において、電源回路１４Ａの入力は、電源ライン１１Ａに接続される。スイッチ１７１が、電源ライン１１Ａ上、かつ、電源回路１４Ａの入力と電源出力端子１３Ａとの間に設けられる。同様に、機能ユニット２０１Ａにおいて、電源回路２４Ａの入力は、電源ライン２１Ａに接続される。スイッチ２７１が、電源ライン２１Ａ上、かつ、電源回路２４Ａの入力と電源出力端子２３Ａとの間に設けられる。

図１０に示した構成では、ＣＰＵユニット１０１において、起動信号生成回路１４１は、コンデンサ１５Ａの充電が完了すると、論理回路１７２に起動信号ＳＧを出力する。論理回路１７２は、起動信号ＳＧに応答して、スイッチ１７１をオンする。

スイッチ１７１がオンすることによって、機能ユニット２０１Ａに電源電圧が入力される。したがって、コンデンサ２５Ａが充電される。コンデンサ２５Ａの充電が完了すると、起動信号生成回路２４１は、起動信号ＳＧを論理回路２７２に送る。論理回路２７２は、起動信号ＳＧに応答して、スイッチ２７１をオンする。なお、第３の実施の形態において、起動信号を発生させるタイミングを決定するための条件は、第１の実施の形態において適用される条件と同じであってよい。

第３の実施の形態においても、複数の機能ユニットの電源回路に、時間差を設けて電源電圧を順次供給することができる。したがって、制御システム全体の突入電流を抑制することができる。

第３の実施の形態では、ロジック電源回路および電源回路の両方に同時に電源が投入される。したがって、図１１に示した構成を採用してもよい。

図１１は、第３の実施の形態に従う機能ユニットの変形例の構成を示した図である。図１１に示した構成では、電源回路１４Ａ，２４Ａから、起動信号生成回路１４１，２４１がそれぞれ省略される。この点において、図１１に示した構成は、図１０に示した構成と異なる。

論理回路１７２は、ロジック電源回路１７３から動作電圧が供給されると、内部のタイマーを動作させる。予め設定された待機時間が経過したときに、論理回路１７２は、スイッチ１７１をオンする。これにより、機能ユニット２０１Ａのロジック電源回路２７３および電源回路２４Ａの両方に同時に電源が投入される。

論理回路２７２は、ロジック電源回路２７３から動作電圧が供給されると、内部のタイマーを動作させる。予め設定された待機時間が経過したときに、論理回路２７２は、スイッチ２７１をオンする。上記の動作と同じ動作が、機能ユニット２０１Ａよりも後段のユニットにおいて順次実行される。したがって、複数の機能ユニットの電源回路に、時間差を設けて電源電圧が順次供給される。

（実施の形態４）
第１～第３の実施の形態に係る機能ユニットの起動方式は、保持用電源生成回路（第３の電源回路）を有する機能ユニットにも適用することができる。保持用電源生成回路は、電源回路の入力に接続されたコンデンサの入力電圧を保持する（したがってコンデンサに蓄えられる電力を保持する）ための回路である。保持用電源生成回路を設けることによって、機能ユニットの電源オフ時に、データ保護等の所定の処理を実行することができる。あるいは、ＣＰＵおよび周辺回路に対して、所定の順序に従って電源をオフすることができる。これにより、機能ユニットの内部の部品を保護することができる。

図１２は、第４の実施の形態に従う機能ユニットの構成を示した図である。図１２に示すように、ＣＰＵユニット１０１は、保持用電源生成回路１８を含む。保持用電源生成回路１８は、抵抗１５１を介して電源ライン１１Ａに接続されて、電源電圧（たとえばＤＣ２４Ｖ）を受ける。保持用電源生成回路１８は、その電源電圧を、電源回路１４Ａの入力電圧に変換するとともに、電源回路１４Ａの入力に接続されたコンデンサ１５Ａ（電荷保持用のコンデンサ）を充電する。電源回路１４Ａの入力電圧は、電源電圧よりも高い電圧であり、たとえばＤＣ５０Ｖである。電源回路１４Ａは、保持用電源生成回路１８の出力電圧（ＤＣ５０Ｖ）から、内部回路用の電源電圧（たとえばＤＣ５Ｖ）を生成する。

保持用電源生成回路１８は、論理回路１７２によって起動される。保持用電源生成回路１８が起動すると、保持用電源生成回路１８は、電源ライン１１Ａ上の電源電圧を、電源回路１４Ａの入力電圧に変換するとともにコンデンサ１５Ａを充電する。

コンデンサ１５Ａの充電が完了すると、電源回路１４Ａ内の起動信号生成回路１４１は、起動信号ＳＧを生成して、信号出力端子１９Ｂに起動信号ＳＧを出力する。機能ユニット２０１Ａは、信号入力端子２９Ａを介して起動信号ＳＧを受ける。起動信号ＳＧは、論理回路２７２に入力される。論理回路２７２は、起動信号ＳＧに応答して、保持用電源生成回路２８を起動する。

保持用電源生成回路１８と同様に、保持用電源生成回路２８は、電源ライン２１Ａ上の電源電圧を、電源回路２４Ａの入力電圧に変換するとともに、コンデンサ２５Ａを充電する。コンデンサ２５Ａの充電が完了すると、電源回路２４Ａ内の起動信号生成回路２４１は、後段のユニットの保持用電源生成回路を起動するための起動信号ＳＧを生成して、信号出力端子２９Ｂに起動信号ＳＧを出力する。

保持用電源生成回路１８が起動することによって、電源回路１４Ａは、入力電圧を受ける。第４の実施の形態において、保持用電源生成回路１８は、電源回路１４Ａの入力を、電源ライン１１Ａに電気的に接続するための接続部である。したがって、図１２に示した構成では、起動回路１７Ａは、スイッチ１７１に替えて保持用電源生成回路１８を接続部として備える。同様に、機能ユニット２０１Ａにおいて、起動回路２７Ａは、スイッチ２７１に替えて、保持用電源生成回路２８を接続部として備える。この点において、第４の実施の形態は、第１の実施の形態と異なる。

図１３は、第４の実施の形態に従う機能ユニットの別の構成を示した図である。図１３に示すように、第２の実施の形態に従う機能ユニット（図９を参照）におけるスイッチを保持用電源生成回路に置き換えることができる。

図１４は、第４の実施の形態に従う機能ユニットのさらに別の構成を示した図である。図１４に示すように、第３の実施の形態に従う機能ユニットの構成（図１０を参照）において、抵抗と、コンデンサとの間に保持用電源生成回路を追加してもよい。

図１５は、第４の実施の形態に従う機能ユニットのさらに別の構成を示した図である。図１５に示すように、第３の実施の形態に従う機能ユニットの構成（図１１を参照）において、抵抗と、コンデンサとの間に保持用電源生成回路を追加してもよい。

図１１に示した機能ユニットと同様に、図１５に示した機能ユニットでは、ロジック電源回路１７３から動作電圧が供給されると、論理回路１７２が内部のタイマーを動作させる。予め設定された待機時間が経過したときに、論理回路１７２は、スイッチ１７１をオンする。これにより、機能ユニット２０１Ａのロジック電源回路２７３および電源回路２４Ａの両方に同時に電源が投入される。論理回路２７２は、ロジック電源回路２７３から動作電圧が供給されると、内部のタイマーを動作させる。予め設定された待機時間が経過したときに、論理回路２７２は、スイッチ２７１をオンする。上記の動作と同じ動作が、機能ユニット２０１Ａよりも後段のユニットにおいて順次実行される。したがって、複数の機能ユニットの電源回路に、時間差を設けて電源電圧が順次供給される。

保持用電源生成回路が電源回路の入力に接続されたコンデンサを充電する際に、通常稼働持の電流よりも大きな電流が発生する。第４の実施の形態に係る機能ユニットの起動時の動作は、第１～第３の実施の形態のうちの対応する形態に係る機能ユニットの動作と同じである。したがって、第４の実施の形態においても、複数の機能ユニットの電源回路に、時間差を設けて電源電圧が順次供給されるので、突入電流を抑制することができる。

＜Ｅ．付記＞
上述したような本実施の形態は、以下のような技術思想を含む。

［構成１］
制御対象に対する制御処理を実行するための制御システム（１Ａ）であって、
前記制御処理を実行するための機能が実装された複数の機能ユニット（１０１，２０１Ａ～２０１Ｄ）と、
前記複数の機能ユニット（１０１，２０１Ａ～２０１Ｄ）に電源電圧を供給するための電源ライン（１１）とを備え、
前記複数の機能ユニット（１０１，２０１Ａ～２０１Ｄ）の各々は、
前記電源ライン（１１）に供給された前記電源電圧から内部電源電圧を生成する電源回路（１４Ａ，２４Ａ～２４Ｄ）と、
前記電源回路（１４Ａ，２４Ａ～２４Ｄ）の入力に接続されたコンデンサ（１５Ａ，２５Ａ～２５Ｄ）とを含み、
前記制御システム（１Ａ）は、
前記制御システム（１Ａ）への電源投入時に、前記複数の機能ユニット（１０１，２０１Ａ～２０１Ｄ）の前記電源回路（１４Ａ，２４Ａ～２４Ｄ）に、時間差を設けて電源電圧を順次供給するように構成された起動回路（１７Ａ，２７Ａ～２７Ｄ）をさらに備える、制御システム（１Ａ）。

［構成２］
制御対象（５）に対する制御処理を実行するための機能が実装され、制御システム（１Ａ）を構成する機能ユニット（１０１，２０１Ａ～２０１Ｄ）であって、
前記機能ユニット（１０１，２０１Ａ～２０１Ｄ）に電源電圧を与えるための電源ライン（１１Ａ，２１Ａ～２１Ｄ）と、
前記電源ライン（１１Ａ，２１Ａ～２１Ｄ）の第１の端部に接続されて前記電源電圧を受ける電源入力端子（１２Ａ，２２Ａ～２２Ｄ）と、
前記電源ライン（１１Ａ，２１Ａ～２１Ｄ）の第２の端部に接続されるとともに、前記機能ユニット（１０１，２０１Ａ～２０１Ｄ）とともに前記制御システム（１Ａ）を構成する後段のユニット（２０１Ａ～２０１Ｄ）の前記電源入力端子（２２Ａ～２２Ｄ）に接続可能に構成される電源出力端子（１３Ａ，２３Ａ～２３Ｄ）と、
前記電源ライン（１１Ａ，２１Ａ～２１Ｄ）に供給された前記電源電圧から内部電源電圧を生成する第１の電源回路（１４Ａ，２４Ａ～２４Ｄ）と、
前記第１の電源回路（１４Ａ，２４Ａ～２４Ｄ）の入力に接続されたコンデンサ（１５Ａ，２５Ａ～２５Ｄ）と、
前記内部電源電圧を受けて前記機能を実行する内部回路（１６Ａ，２６Ａ～２６Ｄ）と、
前記電源入力端子（１２Ａ，２２Ａ～２２Ｄ）に前記電源電圧が入力された場合に、先に前記機能ユニット（１０１，２０１Ａ～２０１Ｄ）の前記第１の電源回路（１４Ａ，２４Ａ～２４Ｄ）に前記電源電圧を供給し、時間差を設けて前記後段のユニット後段のユニット（２０１Ａ～２０１Ｄ）の前記第１の電源回路（２４Ａ～２４Ｄ）に前記電源電圧を供給するように構成された起動回路（１７Ａ，２７Ａ～２７Ｄ）とを備える、機能ユニット（１０１，２０１Ａ～２０１Ｄ）。

［構成３］
前記起動回路（１７Ａ，２７Ａ～２７Ｄ）は、
前記第１の電源回路（２４Ａ～２４Ｄ）の入力を、前記電源ライン（１１Ａ，２１Ａ～２１Ｄ）に電気的に接続するか否かを切り替えるように構成された接続部（１７１，２７１，２８）と、
前記接続部（１７１，２７１，２８）を制御する制御回路（１７２，２７２）と、
前記電源ライン（１１Ａ，２１Ａ～２１Ｄ）に接続されて、前記制御回路（１７２，２７２）の動作のための動作電圧を前記制御回路（１７２，２７２）に供給する第２の電源回路（１７３，２７３）とを含み、
前記機能ユニット（１０１，２０１Ａ～２０１Ｄ）は、
前記機能ユニット（１０１，２０１Ａ～２０１Ｄ）の前記接続部（１７１，２７１，２８）が前記第１の電源回路（２４Ａ～２４Ｄ）の入力を、前記電源ライン（１１Ａ，２１Ａ～２１Ｄ）に電気的に接続した後に、前記後段のユニットの前記制御回路（２７２）に前記接続部（２７１，２８）を動作させるように前記接続部（１７１，２７１，２８）を起動するタイミングを指示するための起動信号（ＳＧ）を発生させる起動信号生成回路（１４１，２４１）と、
前記起動信号を前記起動信号生成回路（１４１，２４１）から前記後段のユニットに出力するための信号出力端子（１９Ｂ，２９Ｂ）とをさらに備える、構成２に記載の機能ユニット（１０１，２０１Ａ～２０１Ｄ）。

［構成４］
前記接続部（１７１，２７１）は、前記電源ライン（１１Ａ，２１Ａ～２１Ｄ）と前記第１の電源回路（２４Ａ～２４Ｄ）の入力との間に設けられたスイッチであり、
前記第１の電源回路（２４Ａ～２４Ｄ）は、前記起動信号生成回路（１４１，２４１）を含み、
前記起動信号生成回路（１４１，２４１）は、前記スイッチがオンした時点からの起動時間の経過後に前記起動信号（ＳＧ）を生成する、構成３に記載の機能ユニット（１０１，２０１Ａ～２０１Ｄ）。

［構成５］
前記機能ユニット（１０１，２０１Ａ～２０１Ｄ）および前記後段のユニット（２０１Ａ～２０１Ｄ）は、前記制御システム（１Ａ）における最前段のユニット（１０１）を基準にして、前記機能ユニット（１０１，２０１Ａ～２０１Ｄ）および前記後段のユニット（２０１Ａ～２０１Ｄ）を相対的にアドレス指定するためのアドレス値を有し、
前記制御回路（１７２，２７２）は、前記アドレス値が与えられると、前記接続部（１７１，２７１，２８）を起動させるまでの待機時間を算出して、前記待機時間の経過後に前記接続部（１７１，２７１，２８）を起動させ、
前記制御回路（１７２，２７２）は、前記起動信号生成回路（１４１，２４１）を含み、前記起動信号生成回路（１４１，２４１）は、前記機能ユニット（１０１，２０１Ａ～２０１Ｄ）の前記アドレス値に基づいて前記後段のユニットに割り当てられる前記アドレス値を生成して、前記後段のユニットの前記アドレス値を示す信号を、前記起動信号（ＳＧ）として生成する、構成４に記載の機能ユニット（１０１，２０１Ａ～２０１Ｄ）。

［構成６］
前記第１の電源回路（２４Ａ～２４Ｄ）の前記入力は前記電源ライン（１１Ａ，２１Ａ～２１Ｄ）に接続され、
前記起動回路は、
前記電源ライン（１１Ａ，２１Ａ～２１Ｄ）において、前記第１の電源回路（２４Ａ～２４Ｄ）の前記入力と前記電源出力端子（１３Ａ，２３Ａ～２３Ｄ）との間に設けられたスイッチと、
起動信号（ＳＧ）に応じて前記スイッチをオンするように前記スイッチを制御する制御回路（１７２，２７２）と、
前記電源ライン（１１Ａ，２１Ａ～２１Ｄ）に接続されて、前記制御回路（１７２，２７２）の動作のための動作電圧を前記制御回路（１７２，２７２）に供給する第２の電源回路（１７３，２７３）とを含み、
前記第１の電源回路（２４Ａ～２４Ｄ）は、
前記第１の電源回路（２４Ａ～２４Ｄ）への前記電源電圧の供給開始から起動時間が経過すると前記起動信号を発生させる起動信号生成回路（１４１，２４１）を含む、構成２に記載の機能ユニット（１０１，２０１Ａ～２０１Ｄ）。

［構成７］
前記第１の電源回路（２４Ａ～２４Ｄ）の入力電圧は、前記電源電圧よりも高い電圧であり、
前記接続部（１７１，２７１，２８）は、
前記起動信号により起動されて、前記電源電圧を前記第１の電源回路（２４Ａ～２４Ｄ）の入力電圧に変換するとともに前記コンデンサを充電する第３の電源回路（１８，２８）を含む、構成３～５のいずれかに記載の機能ユニット（１０１，２０１Ａ～２０１Ｄ）。

［構成８］
前記第１の電源回路（２４Ａ～２４Ｄ）の入力電圧は、前記電源電圧よりも高い電圧であり、
前記機能ユニット（１０１，２０１Ａ～２０１Ｄ）は、
前記起動信号により起動されて、前記電源電圧を前記第１の電源回路（２４Ａ～２４Ｄ）の入力電圧に変換するとともに前記コンデンサを充電する第３の電源回路（１８，２８）をさらに備える、構成６に記載の機能ユニット（１０１，２０１Ａ～２０１Ｄ）。

今回開示された実施の形態はすべ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、上記した実施の形態の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及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１Ａ～１Ｈ 制御システム、４ 通信装置、５ フィールド機器、１０ 生産ライン、１１，１１Ａ，２１Ａ～２１Ｄ 電源ライン、１２Ａ，２２Ａ～２２Ｄ，１１１ 電源入力端子、１３Ａ，２３Ａ～２３Ｄ 電源出力端子、１４Ａ，２４Ａ～２４Ｄ，４１，４３ 電源回路、１５Ａ，２５Ａ～２５Ｄ，４２ コンデンサ、１６Ａ，２４Ｄ，２６Ａ 内部回路、１７Ａ，２７Ａ～２７Ｄ 起動回路、１８，２８ 保持用電源生成回路、１９Ｂ，２９Ｂ 信号出力端子、２９Ａ 信号入力端子、４０ 電源ユニット、４４，４５ 入力ライン、４６ ブレーカ、１０１，１０２ ＣＰＵユニット、１１２，２１２ 基準電圧ライン、１２１，２２１，２３２ 端子、１４１，２４１ 起動信号生成回路、１５１ 抵抗、１７１，２７１ スイッチ、１７２，２７２ 論理回路、１７３，２７３ ロジック電源回路、２０１Ａ～２０１Ｄ，２０２Ａ 機能ユニット、３００Ａ，３００Ｂ Ｉ／Ｏユニット、４００Ａ，４００Ｂ，４０１，４０２ ＡＣ－ＤＣ電源、ＳＧ 起動信号。

Claims (8)

1. 制御対象に対する制御処理を実行するための制御システムであって、
   前記制御処理を実行するための機能が実装された複数の機能ユニットと、
   前記複数の機能ユニットに電源電圧を供給するための電源ラインとを備え、
   前記複数の機能ユニットの各々は、
   前記電源ラインに供給された前記電源電圧から内部電源電圧を生成する電源回路と、
   前記電源回路の入力に接続されたコンデンサとを含み、
   前記制御システムは、
   前記制御システムへの電源投入時に、前記複数の機能ユニットの前記電源回路に、時間差を設けて前記電源電圧を順次供給するように構成された起動回路をさらに備える、制御システム。
2. 制御対象に対する制御処理を実行するための機能が実装され、制御システムを構成する機能ユニットであって、
   前記機能ユニットに電源電圧を与えるための電源ラインと、
   前記電源ラインの第１の端部に接続されて前記電源電圧を受ける電源入力端子と、
   前記電源ラインの第２の端部に接続されるとともに、前記機能ユニットとともに前記制御システムを構成する後段のユニットの前記電源入力端子に接続可能に構成される電源出力端子と、
   前記電源ラインに供給された前記電源電圧から内部電源電圧を生成する第１の電源回路と、
   前記第１の電源回路の入力に接続されたコンデンサと、
   前記内部電源電圧を受けて前記機能を実行する内部回路と、
   前記電源入力端子に前記電源電圧が入力された場合に、先に前記機能ユニットの前記第１の電源回路に前記電源電圧を供給し、時間差を設けて前記後段のユニットの前記第１の電源回路に前記電源電圧を供給するように構成された起動回路とを備える、機能ユニット。
3. 前記起動回路は、
   前記第１の電源回路の入力を、前記電源ラインに電気的に接続するか否かを切り替えるように構成された接続部と、
   前記接続部を制御する制御回路と、
   前記電源ラインに接続されて、前記制御回路の動作のための動作電圧を前記制御回路に供給する第２の電源回路とを含み、
   前記機能ユニットは、
   前記機能ユニットの前記接続部が前記第１の電源回路の入力を、前記電源ラインに電気的に接続した後に、前記後段のユニットの前記制御回路に前記接続部を動作させるように前記接続部を起動するタイミングを指示するための起動信号を発生させる起動信号生成回路と、
   前記起動信号を前記起動信号生成回路から前記後段のユニットに出力するための信号出力端子とをさらに備える、請求項２に記載の機能ユニット。
4. 前記接続部は、前記電源ラインと前記第１の電源回路の入力との間に設けられたスイッチであり、
   前記第１の電源回路は、前記起動信号生成回路を含み、
   前記起動信号生成回路は、前記スイッチがオンした時点からの起動時間の経過後に前記起動信号を生成する、請求項３に記載の機能ユニット。
5. 前記機能ユニットおよび前記後段のユニットは、前記制御システムにおける最前段のユニットを基準にして、前記機能ユニットおよび前記後段のユニットを相対的にアドレス指定するためのアドレス値を有し、
   前記制御回路は、前記アドレス値が与えられると、前記接続部を起動させるまでの待機時間を算出して、前記待機時間の経過後に前記接続部を起動させ、
   前記制御回路は、前記起動信号生成回路を含み、前記起動信号生成回路は、前記機能ユニットの前記アドレス値に基づいて前記後段のユニットに割り当てられる前記アドレス値を生成して、前記後段のユニットの前記アドレス値を示す信号を、前記起動信号として生成する、請求項４に記載の機能ユニット。
6. 前記第１の電源回路の前記入力は前記電源ラインに接続され、
   前記起動回路は、
   前記電源ラインにおいて、前記第１の電源回路の前記入力と前記電源出力端子との間に設けられたスイッチと、
   起動信号に応じて前記スイッチをオンするように前記スイッチを制御する制御回路と、
   前記電源ラインに接続されて、前記制御回路の動作のための動作電圧を前記制御回路に供給する第２の電源回路とを含み、
   前記第１の電源回路は、
   前記第１の電源回路への前記電源電圧の供給開始から起動時間が経過すると前記起動信号を発生させる起動信号生成回路を含む、請求項２に記載の機能ユニット。
7. 前記第１の電源回路の入力電圧は、前記電源電圧よりも高い電圧であり、
   前記接続部は、
   前記起動信号により起動されて、前記電源電圧を前記第１の電源回路の入力電圧に変換するとともに前記コンデンサを充電する第３の電源回路を含む、請求項３～５のいずれか１項に記載の機能ユニット。
8. 前記第１の電源回路の入力電圧は、前記電源電圧よりも高い電圧であり、
   前記機能ユニットは、
   前記起動信号により起動されて、前記電源電圧を前記第１の電源回路の入力電圧に変換するとともに前記コンデンサを充電する第３の電源回路をさらに備える、請求項６に記載の機能ユニット。

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