JP7251364B2

JP7251364B2 - カウンタユニット

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Publication number: JP7251364B2
Application number: JP2019123659A
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Inventors: 好孝菊永
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Current assignee: Omron Corp
Priority date: 2019-07-02
Filing date: 2019-07-02
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Description

本発明は、入力されるデジタルパルスをカウントするカウンタユニットに関する。

従来、制御システムにおいて、複数の入力チャンネルを有し、多チャンネルの計数値をカウントすることができるカウンタユニットが知られている（例えば、特許文献１参照）。これらのカウンタユニットでは、三相エンコーダから出力されるパルス信号を入力する非絶縁入力タイプが主である。

特開２０１１－２２２０１９号公報

上記の三相エンコーダ出力に対応したカウンタユニットは、三相のパルス信号に対応した３つの入力チャンネルを備えている。このような複数の入力チャンネルを有するカウンタユニットに、流量計やリニアスケール等の出力チャンネルが１つの出力機器を接続することが考えられる。この場合、共通信号線を各出力機器間で絶縁することなく、複数の入力チャンネルのそれぞれに出力チャンネルが１つの機器が接続すると、次のような問題が生じる。すなわち、何れかの出力機器に、ノイズや電気系統の故障による電気的なトラブルが生じた際に、共通信号線を介して他の出力機器による出力にも影響が生じる場合がある。

そこで、共通信号線を各出力機器間で絶縁して、複数の出力機器を接続する手法として以下の３つがが考えられる。すなわち、（１）各出力機器をアイソレータを介して各入力チャンネルに接続する手法、（２）各出力機器を個別のカウンタユニットに接続する方法、および、（３）互いに絶縁されている入力チャンネルの１つのセットを１つの出力機器に対応させ、入力チャンネルを余らせて使用する手法等である。しかしながら、これらの手法は、コスト増、および、機器サイズの拡大の原因となるという問題がある。

本発明の一態様は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、複数の出力機器で、共通信号端子または電力供給端子を共通の配線で接続した状態で問題がない場合と、互いに絶縁した回路で接続することが好ましい場合との両方に対応することができる技術を実現することを目的とする。

前記の課題を解決するために、本発明の一態様に係るカウンタユニットは、外部の複数の出力機器から出力されるパルス信号をそれぞれ入力する複数の信号入力端子と、複数の前記出力機器の共通信号線にそれぞれ接続される複数の共通信号端子、および、複数の前記出力機器に電力をそれぞれ供給する複数の電力供給端子の少なくともいずれか一方と、複数の前記共通信号端子および複数の前記電力供給端子の少なくともいずれか一方を共通の配線で接続する非絶縁回路と、複数の前記共通信号端子および複数の前記電力供給端子の少なくともいずれか一方を互いに絶縁した回路で接続する絶縁回路とを切り替える切替部とを備える。

前記の構成によれば、複数の出力機器で、共通信号端子または電力供給端子を共通の配線で接続した状態で問題がない場合と、互いに絶縁した回路で接続することが好ましい場合との両方に対応することができる。よって、チャンネルを余らせて使用したり、用途に応じて複数のカウンタユニットを用意したり、複数の出力機器間で絶縁が必要な場合にアイソレータを介在させたりする必要をなくすことができる。

本発明の一態様に係るカウンタユニットは、前記非絶縁回路に対して電力供給を行う共通電源部をさらに備えてもよい。

前記の構成によれば、複数の出力機器で、共通信号端子または電力供給端子を共通の配線で接続した状態で問題がない場合に、カウンタユニット側から複数の出力機器に対して電力供給を行うことが可能となる。よって、出力機器側に別途電源供給のための部材を用意する必要をなくすことができる。

本発明の一態様に係るカウンタユニットは、前記絶縁回路に対して電力供給を行う個別電源部を前記絶縁回路のそれぞれに備えてもよい。

前記の構成によれば、複数の出力機器で、互いに絶縁した回路で接続することが好ましい場合に、カウンタユニット側から複数の出力機器に対して電力供給を行うことが可能となる。よって、出力機器側に別途電源供給のための部材を用意する必要をなくすことができる。

本発明の一態様に係るカウンタユニットは、前記切替部は、リレースイッチまたはスイッチングＩＣであってもよい。

前記の構成によれば、リレースイッチまたはスイッチングＩＣのようなハードウェアスイッチによって、非絶縁回路と絶縁回路とを切り替えることができるので、両者を確実に絶縁させた状態とすることができる。

本発明の一態様に係るカウンタユニットは、前記出力機器がオープンコレクタ出力した前記パルス信号を処理するオープンコレクタ信号処理部をさらに備えてもよい。

本発明の一態様に係るカウンタユニットは、前記信号入力端子が少なくとも３つ設けられており、前記共通信号端子が少なくとも３つ設けられており、前記電力供給端子が少なくとも１対設けられていてもよい。

前記の構成によれば、Ａ、Ｂ、Ｚ相のパルス信号を出力する３出力タイプエンコーダを接続する場合と、単相のパルス信号をオープンコレクタ出力するエンコーダを１～３台接続する場合とに対応することが可能となる。

本発明の一態様に係るカウンタユニットは、前記出力機器がラインドライバ出力した前記パルス信号を処理するラインドライバ信号処理部をさらに備えてもよい。

本発明の一態様に係るカウンタユニットは、前記切替部による切替動作の指示を通信回線を介して受け付ける切替受付部をさらに備える。

前記の構成によれば、外部から通信回線を介して切替動作を制御することが可能となる。

本発明の一態様によれば、複数の出力機器で、共通信号端子または電力供給端子を共通の配線で接続した状態で問題がない場合と、互いに絶縁した回路で接続することが好ましい場合との両方に対応することができる。

本発明の実施形態１に係るカウンタユニットが用いられる制御システムの概略構成を示すブロック図である。実施形態１に係るカウンタユニットの非絶縁モードにおける配線接続図である。実施形態１に係るカウンタユニットの非絶縁モードにおける配線接続の状態を模式的に示す図である。実施形態１に係るカウンタユニットの絶縁モードにおける配線接続図である。実施形態１に係るカウンタユニットの絶縁モードにおける配線接続の状態を模式的に示す図である。実施形態２に係るカウンタユニットの非絶縁モードにおける配線接続図である。実施形態２に係るカウンタユニットの絶縁モードにおける配線接続図である。実施形態２に係るカウンタユニットの絶縁モードにおける配線接続の状態を模式的に示す図である。実施形態３に係るカウンタユニットの配線接続の状態を模式的に示す図である。模式的に示す図である。実施形態３に係るカウンタユニットの非絶縁モードにおける配線接続図である。実施形態３に係るカウンタユニットの絶縁モードにおける配線接続図である。

以下、本発明の一側面に係る実施の形態（以下、「本実施形態」とも表記する）を、図面に基づいて説明する。

§１．適用例
（制御システムの全体概要）
図１は、カウンタユニット１０を含む制御システム１全体の概略構成を示すブロック図である。図１に示すように、制御システム１は、カウンタユニット１０と、ＰＬＣ（Programmable Logic Controller）３０と、を含んでいる。制御システム１は、さらに、パルス信号を出力する複数の出力機器５０を含んでいる。また、制御システム１は、設定機器としてのノートＰＣ４０を含んでいてもよい。

制御システム１において、カウンタユニット１０は、出力機器５０が生成したパルス信号を入力として受け付け、受け付けたパルス信号のパルス数をカウントしたカウント値を用いて、ワーク等の状態を計測する。そして、カウンタユニット１０は、ＰＬＣ３０の制御周期ごとに、出力機器５０が出力したパルス信号をカウントしたカウント値が示す情報を、ＰＬＣ３０に送信する。

カウンタユニット１０は、外部の１又は複数の出力機器５０から出力されるパルス信号をそれぞれ入力する複数の信号入力端子Ａ，Ｂ，Ｚを有する信号入力端子群２５を備えている。

また、カウンタユニット１０は、１又は複数の出力機器５０が接続される複数の共通信号端子ＣＯＭＡ，ＣＯＭＢ，ＣＯＭＣを有する共通信号端子群２６と、１又は複数の出力機器５０に電力をそれぞれ供給する複数の電力供給端子ＩＯＶ，ＩＯＧを有する電力供給端子群２７と、を備えている。

また、カウンタユニット１０は、複数の共通信号端子ＣＯＭＡ，ＣＯＭＢ，ＣＯＭＣおよび複数の電力供給端子ＩＯＶ，ＩＯＧの少なくともいずれか一方を、共通の配線で接続する非絶縁回路１６と、複数の共通信号端子ＣＯＭＡ，ＣＯＭＢ，ＣＯＭＣおよび複数の電力供給端子ＩＯＶ，ＩＯＧの少なくともいずれか一方を、互いに絶縁した回路で接続する絶縁回路１７とを備えている。

さらに、カウンタユニット１０は、複数の共通信号端子ＣＯＭＡ，ＣＯＭＢ，ＣＯＭＣおよび複数の電力供給端子ＩＯＶ，ＩＯＧの少なくともいずれか一方を、非絶縁回路１６と、絶縁回路１７との何れに接続するかを切り替える切替部１５を備えている。

カウンタユニット１０に接続される１または複数の出力機器５０が、共通信号端子ＣＯＭＡ，ＣＯＭＢ，ＣＯＭＣまたは電力供給端子ＩＯＶ，ＩＯＧを共通の配線で接続した状態で問題が生じない構成である場合、カウンタユニット１０は、切替部１５の機能により、複数の共通信号端子ＣＯＭＡ，ＣＯＭＢ，ＣＯＭＣおよび複数の電力供給端子ＩＯＶ，ＩＯＧの少なくともいずれか一方を、非絶縁回路１６に接続する。

一方、カウンタユニット１０に接続される１または複数の出力機器５０が、共通信号端子ＣＯＭＡ，ＣＯＭＢ，ＣＯＭＣまたは電力供給端子ＩＯＶ，ＩＯＧを互いに絶縁した回路で接続することが好ましい構成である場合、カウンタユニット１０は、切替部１５の機能により、複数の共通信号端子ＣＯＭＡ，ＣＯＭＢ，ＣＯＭＣおよび複数の電力供給端子ＩＯＶ，ＩＯＧの少なくともいずれか一方を、絶縁回路１７に接続する。

このように、カウンタユニット１０は、接続される１または複数の出力機器５０の構成に応じて、共通信号端子ＣＯＭＡ，ＣＯＭＢ，ＣＯＭＣまたは電力供給端子ＩＯＶ，ＩＯＧを共通の配線で接続した状態で問題がない場合と、互いに絶縁した回路で接続することが好ましい場合との両方に対応することができる。

§２．構成例
〔実施形態１〕
実施形態１に係るカウンタユニット１０の構成について、図１～図５を参照して以下に詳述する。図１に示すように、カウンタユニット１０は、１または複数の出力機器５０と通信可能に接続されている。出力機器５０は、ＮＰＮ型のオープンコレクタ出力方式の機器であり、例えば、Ａ、Ｂ、Ｚ相の三相のパルス信号を出力する三出力タイプのエンコーダ、または単相のパルス信号をオープンコレクタ出力するエンコーダ、流量計、またはリニアスケールである。

出力機器５０は、ＮＰＮ型の機器に限らず、ＰＮＰ型のオープンコレクタ出力方式の機器であってもよい。以下の説明において、三相のパルス信号を出力する出力機器５０を、三相出力機器５１、単相のパルス信号をオープンコレクタ出力する流量計、またはリニアスケール等の出力機器を単相出力機器５２とも称する。カウンタユニット１０は、出力機器５０が生成したパルス信号を入力として受け付け、受け付けたパルス信号のパルス数をカウントしたカウント値を用いて、ワーク等の状態を計測する。

カウンタユニット１０は、例えばフィールドネットワークを介して、ＰＬＣ３０と通信可能に接続され、ＰＬＣ３０との間で、データを送受信する。ＰＬＣ３０は、制御システム１の全体を統括的に制御する制御装置（コントローラ）である。カウンタユニット１０は、ＰＬＣ３０との間で、ＰＬＣ３０の制御周期ごとに、一定周期でデータを送受信する。例えば、カウンタユニット１０は、ＰＬＣ３０の制御周期ごとに、出力機器５０が出力したパルス信号をカウントしたカウント値が示す情報を、ＰＬＣ３０に送信する。

また、ユーザは、ノートＰＣ４０で動作する設定プログラム（ツール）に対する操作で、カウンタユニット１０の切替部１５における切替動作を変更することができる。

なお、本実施形態では、設定機器の一例としてノートＰＣ４０をカウンタユニット１０に接続する構成について例示しているが、ノートＰＣ４０に限らず、液晶パネル等で構成された表示部と、タッチパネル、キーボード、マウス等で構成された操作部とを備えるいかなる端末機器を設定機器として用いてもよい。また、ＰＬＣ３０が設定機器として機能して、ＰＬＣ３０から切替部１５における切替動作を変更するための指示をカウンタユニット１０に送信する構成であってもよい。

（カウンタユニット１０の構成について）
カウンタユニット１０は、通信部１１、信号処理部１２、信号入力端子群２５、共通信号端子群２６、および電力供給端子群２７を含んでいる。また、カウンタユニット１０は、切替部１５、非絶縁回路１６、絶縁回路１７、共通電源部２２、および個別電源部２３を含んでいる。さらに、カウンタユニット１０は、ＵＳＢ通信部２１を含んでいる。

通信部１１は、ＰＬＣ３０の制御周期ごとに繰り返し、ＰＬＣ３０との間で通信を行い、データの送受信を実行する。通信部１１は、例えば、通信ＩＣ（Integrated Circuits）などの集積回路を用いて実現される。

カウンタユニット１０とＰＬＣ３０とは、例えばフィールドネットワークを介して相互に通信可能に接続されていてもよい。カウンタユニット１０とＰＬＣ３０とを接続するフィールドネットワークとしては、典型的には、各種の産業用イーサネット（登録商標）を用いることができる。産業用イーサネット（登録商標）としては、たとえば、ＥｔｈｅｒＣＡＴ（登録商標）、ＰｒｏｆｉｎｅｔＩＲＴ、ＭＥＣＨＡＴＲＯＬＩＮＫ（登録商標）－ＩＩＩ、Ｐｏｗｅｒｌｉｎｋ、ＳＥＲＣＯＳ（登録商標）－ＩＩＩ、ＣＩＰＭｏｔｉｏｎなどが知られており、これらのうちのいずれを採用してもよい。さらに、産業用イーサネット（登録商標）以外のフィールドネットワークを用いてもよい。たとえば、モーション制御を行わない場合であれば、ＤｅｖｉｃｅＮｅｔ、ＣｏｍｐｏＮｅｔ／ＩＰ（登録商標）などを用いてもよい。

また、カウンタユニット１０は、ＰＬＣ３０と一体に形成されてもよく、内部バスを介して、ＰＬＣ３０と通信可能に接続されていてもよい。

信号処理部１２は、１または複数の出力機器５０がオープンコレクタ出力したパルス信号を処理する。信号処理部１２は、出力機器５０が出力したパルス信号のパルス数を予め設定された設定値に応じてカウントし、カウント値を用いて、ワーク等の状態を計測する。信号処理部１２による計測結果は、設定値に応じて調整された出力タイミングで、通信部１１を介してＰＬＣ３０に送信される。

信号処理部１２は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）またはＭＰＵ（Micro Processor Unit）を用いて、ソフトウェアによって実現される。また、信号処理部１２は、ハードウェアにより、例えば、ＭＰＵ内部のカウンタ機能等を利用して実現されてもよく、ＦＰＧＡ、ＡＳＩＣなどのＩＣを用いて実現されてもよい。

信号入力端子群２５は、１または複数の出力機器５０から出力されるパルス信号をそれぞれ入力する複数の信号入力端子を含んでいる。信号入力端子群２５には、少なくとも３つの信号入力端子Ａ，Ｂ，Ｚが設けられている。

共通信号端子群２６は、１または複数の出力機器５０の共通信号線のそれぞれに接続される複数の共通信号端子を含んでいる。共通信号端子群２６には、少なくとも３つの共通信号端子ＣＯＭＡ，ＣＯＭＢ，ＣＯＭＣが設けられている。

電力供給端子群２７は、１または複数の出力機器５０に電力をそれぞれ供給する複数の電力供給端子ＩＯＶ，ＩＯＧを含んでいる。電力供給端子群２７には、少なくとも一対の電力供給端子ＩＯＶ，ＩＯＧが設けられている。

共通電源部２２は、非絶縁回路１６に対して電力供給を行う。共通電源部２２は、非絶縁回路１６を介して、複数の電力供給端子ＩＯＶ，ＩＯＧのそれぞれに接続された複数の出力機器５０に、電力を供給することができる。

個別電源部２３は、互いに絶縁された絶縁回路１７のそれぞれに備えられている。各個別電源部２３は、対応する絶縁回路１７に対して電力供給を行う。各個別電源部２３は、対応する絶縁回路１７を介して、出力機器５０に電力を供給する。

非絶縁回路１６、および絶縁回路１７は、複数の信号入力端子Ａ，Ｂ，Ｚ、複数の共通信号端子ＣＯＭＡ，ＣＯＭＢ，ＣＯＭＣ、および複数の電力供給端子ＩＯＶ，ＩＯＧのそれぞれが接続可能に設けられている。

切替部１５は、複数の共通信号端子ＣＯＭＡ，ＣＯＭＢ，ＣＯＭＣ、および複数の電力供給端子ＩＯＶ，ＩＯＧの少なくとも何れか一方の接続を、非絶縁回路１６と、絶縁回路１７との間で切り替える。切替部１５は、例えば、リレースイッチまたはスイッチングＩＣ等のハードウェアスイッチを備え、当該ハードウェアスイッチを切り替えることで、配線の接続を非絶縁回路１６と、絶縁回路１７との間で切り替える。また、切替部１５は、前述したように、ノートＰＣ４０で動作する設定プログラムによる指示に基づき、前記のハードウェアスイッチの切替を行う。

ＵＳＢ通信部２１は、ＵＳＢポートを備え、当該ＵＳＢポートに接続されたＵＳＢケーブルを介してノートＰＣ４０と通信する。ＵＳＢ通信部２１は、ノートＰＣ４０で動作する設定プログラムによる指示を示す信号を受信する。ＵＳＢ通信部２１が受信する、ノートＰＣ４０で動作する設定プログラムによる指示を示す信号には、切替部１５による切替動作の指示が含まれ、ＵＳＢ通信部２１は、当該切替動作の指示を、通信回線を介して受け付ける切替受付部として機能する。

このように、カウンタユニット１０は、ＵＳＢ通信部２１を介してノートＰＣ４０から、切替部１５による切替動作の指示を受信し、当該指示に応じて、切替部１５が非絶縁回路１６と、絶縁回路１７との間の切り替えを行う。よって、カウンタユニット１０の外部から通信回線を介して、切替部１５による非絶縁回路１６と、絶縁回路１７との間の切替動作を制御することが可能となる。

（非絶縁回路への接続）
図２、および図３は、切替部１５の機能により、複数の共通信号端子ＣＯＭＡ，ＣＯＭＢ，ＣＯＭＣ、および複数の電力供給端子ＩＯＶ，ＩＯＧを共通の配線で接続する非絶縁回路１６を用いる非絶縁モードでの配線の接続状態を示す図である。図２、および図３に示すように、三相出力機器５１を接続して用いる場合には、カウンタユニット１０は、非絶縁モードで使用される。

非絶縁モードにおいて、カウンタユニット１０の複数の共通信号端子ＣＯＭＡ，ＣＯＭＢ，ＣＯＭＣ、および複数の電力供給端子ＩＯＶ，ＩＯＧは、切替部１５により非絶縁回路１６に接続される。非絶縁回路１６は、信号処理部１２に対する入力部である信号処理入力部１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃを、共通の接続線で、複数の共通信号端子ＣＯＭＡ，ＣＯＭＢ，ＣＯＭＣに接続するとともに、複数の電力供給端子ＩＯＶ，ＩＯＧを、共通電源部２２に接続する。信号処理入力部（オープンコレクタ信号処理部）１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃは、出力機器５０がオープンコレクタ出力したパルス信号を処理し、信号処理部１２に送信する。

出力機器５０からの信号が入力される複数の信号入力端子Ａ，Ｂ，Ｚのそれぞれは、信号処理入力部１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃに接続される。電力供給端子ＩＯＶ，ＩＯＧの電位は、非絶縁回路１６を介して複数の共通信号端子ＣＯＭＡ，ＣＯＭＢ，ＣＯＭＣ間で共有される。

図３に示すように、三相出力機器５１からの三相の信号線は、カウンタユニット１０の信号入力端子Ａ，Ｂ，Ｚのそれぞれに接続され、三相出力機器５１からの電源線は、カウンタユニット１０の電力供給端子ＩＯＶ，ＩＯＧにそれぞれ接続される。なお、図３（および後述する図５および図８）に示す例では、カウンタユニット１０が、センサからの出力を入力するセンサ入力端子およびセンサへの電力供給を行うセンサ電力供給端子も備えた例が示されている。

（絶縁回路への接続）
図４、および図５は、切替部１５の機能により、複数の共通信号端子ＣＯＭＡ，ＣＯＭＢ，ＣＯＭＣを互いに絶縁して接続するとともに、各共通信号端子ＣＯＭＡ，ＣＯＭＢ，ＣＯＭＣと電力供給端子ＩＯＶ，ＩＯＧとを互いに絶縁した回路で接続する絶縁回路１７を用いる絶縁モードでの配線の接続状態を示す図である。図４、および図５に示すように、複数の単相出力機器５２を接続して用いる場合には、カウンタユニット１０は、絶縁モードで使用される。

絶縁モードにおいて、カウンタユニット１０の複数の共通信号端子ＣＯＭＡ，ＣＯＭＢ，ＣＯＭＣ、および複数の電力供給端子ＩＯＶ，ＩＯＧは、切替部１５により絶縁回路１７に接続される。絶縁回路１７は、信号処理入力部１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃを、互いに絶縁した回路で、複数の共通信号端子ＣＯＭＡ，ＣＯＭＢ，ＣＯＭＣのそれぞれに接続するとともに、互いに絶縁した回路で、複数の電力供給端子ＩＯＶ，ＩＯＧを、個別電源部２３に接続する。

また、複数の信号入力端子Ａ，Ｂ，Ｚのそれぞれは、信号処理入力部１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃに接続される。

図５に示すように、単相出力機器５２のそれぞれの共通信号端子と、カウンタユニット１０の複数の共通信号端子ＣＯＭＡ，ＣＯＭＢ，ＣＯＭＣとの間には、個別電源部２３が接続される。個別電源部２３は、カウンタユニット１０の外部に設けられていてもよい。個別電源部２３を、カウンタユニット１０の外部に設けることで、カウンタユニット１０のサイズを大きくすることなく、非絶縁モードと、絶縁モードとを切り替えて使用することができるカウンタユニット１０を提供することができる。

これらの構成によれば、カウンタユニット１０を非絶縁モードで使用する場合と絶縁モードで使用する場合とで切り替えて使用することができる。よって、カウンタユニット１０は、Ａ、Ｂ、Ｚ相の三相パルス信号を出力する三相出力機器５１をカウンタユニット１０に１台接続して使用する場合と、単相のパルス信号をオープンコレクタ出力する単相出力機器５２をカウンタユニット１０に１～３台接続して使用する場合との両方に対応することが可能となる。

また、電力供給端子ＩＯＶ，ＩＯＧを共通の配線で接続した非絶縁モードでは、カウンタユニット１０側から複数の出力機器５０に対して共通電源部２２から電力供給を行うことが可能となる。よって、出力機器５０側に別途電源供給のための部材を用意する必要をなくすことができる。

また、カウンタユニット１０を絶縁モードで使用する場合には、共通信号端子ＣＯＭＡ，ＣＯＭＢ，ＣＯＭＣ間で電位が共有されることがない。よって、アイソレータ等の外部機器を介在させたりすることなく、共通信号端子ＣＯＭＡ，ＣＯＭＢ，ＣＯＭＣ間で、出力機器５０からのノイズ等の影響が共有されるのを防ぐことができる。

〔実施形態２〕
本発明の実施形態２について、以下に説明する。なお、説明の便宜上、上記実施形態１にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を繰り返さない。また、制御システム１全体の構成は、図１のブロック図を用いて実施形態１にて説明した構成と同様であるため、その説明を省略する。

実施形態２に係るカウンタユニット１０では、互いに絶縁された絶縁回路１７のそれぞれに備えられた個別電源部２３が、カウンタユニット１０の内部に設けられている。

図６は、非絶縁モードにおけるカウンタユニット１０の配線の接続状態を示す図であり、図７は、絶縁モードにおけるカウンタユニット１０の配線の接続状態を示す図である。図８は、絶縁モードでカウンタユニット１０に複数の単相出力機器５２を接続した場合の配線状態を模式的に示す図である。

図６、および図７に示すように、カウンタユニット１０は、電源部１２３を備えている。電源部１２３は、絶縁電源回路１２４を備えている。電源部１２３は、非絶縁回路１６に対して電力供給するか、絶縁電源回路１２４を介して絶縁回路１７に対して電力供給するかを切り替えることができる。すなわち、電源部１２３は、非絶縁モードのときには共通電源部として機能し、絶縁モードのときは、絶縁電源回路１２４とともに個別電源部として機能する。

絶縁電源回路１２４は、電源部１２３からの電力を互いに絶縁された３系統出力に変換する回路である。この３系統出力を絶縁電源出力部１２４ｂとする。

図６に示す非絶縁モードにおいて、カウンタユニット１０の複数の共通信号端子ＣＯＭＡ，ＣＯＭＢ，ＣＯＭＣ、および複数の電力供給端子ＩＯＶ，ＩＯＧは、切替部１５により非絶縁回路１６に接続される。非絶縁回路１６は、信号処理部１２に対する入力部である信号処理入力部１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃを、共通の接続線で、複数の共通信号端子ＣＯＭＡ，ＣＯＭＢ，ＣＯＭＣに接続するとともに、複数の電力供給端子ＩＯＶ，ＩＯＧを、電源部１２３に接続する。

図７に示す絶縁モードにおいて、カウンタユニット１０の複数の共通信号端子ＣＯＭＡ，ＣＯＭＢ，ＣＯＭＣは、切替部１５により絶縁回路１７に接続される。絶縁回路１７は、互いに絶縁した回路で、複数の共通信号端子ＣＯＭＡ，ＣＯＭＢ，ＣＯＭＣのそれぞれを絶縁電源出力部１２４ｂに接続するとともに、互いに絶縁した回路で、信号処理入力部１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃのそれぞれを絶縁電源出力部１２４ｂに接続する。

このように、カウンタユニット１０の内部に設けられた電源部１２３は、非絶縁モードにおいては、非絶縁回路に対して電力供給を行い、絶縁モードにおいては、互いに絶縁された絶縁回路１７のそれぞれに個別に電力供給を行うことができる。よって、図８に示すように、カウンタユニット１０は、出力機器５０側に別途電源供給のための部材を用意する必要がなく、複数の出力機器５０を、互いに絶縁した絶縁回路１７に接続して使用することができる。よって、外部電源を用いることなく、非絶縁モードと、絶縁モードとの両方に対応することができるカウンタユニット１０を提供することができる。

〔実施形態３〕
本発明の実施形態３について、以下に説明する。なお、説明の便宜上、上記実施形態１にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を繰り返さない。また、制御システム１全体の構成は、図１のブロック図を用いて実施形態１にて説明した構成と同様であるため、その説明を省略する。

図１０は、実施形態３に係るカウンタユニット２１０の、非絶縁モードでの配線の接続状態を示す図である。図１１は、カウンタユニット２１０の、絶縁モードでの配線の接続状態を示す図である。図１０、および図１１に示したカウンタユニット２１０は、ラインドライバ出力タイプの出力機器２５０に対応した単相のラインドライバ入力タイプのカウンタユニットである。カウンタユニット２１０は、単相入力に対応した構成に限らず、二相入力に対応した構成であってもよい。図９は、二相入力に対応したカウンタユニット２１０にラインドライバ出力タイプの出力機器２５０を複数接続した場合の、配線状態を模式的に示す図である。

図１０、および図１１に示すように、カウンタユニット２１０には、複数の出力機器２５０が接続される。出力機器２５０は、例えばラインドライバ出力タイプのエンコーダであり、図１０、および図１１に示した例では、カウンタユニット２１０には、２台のエンコーダ２５１，２５２が接続されている。

カウンタユニット２１０は、エンコーダ２５１が接続される一対の電力供給端子ＩＯＶ１，ＩＯＧ１と、エンコーダ２５２が接続される一対の電力供給端子ＩＯＶ２，ＩＯＧ２と、を備えている。また、カウンタユニット２１０は、エンコーダ２５１からの信号線が接続される信号入力端子Ｄ１^＋，Ｄ１^－と、エンコーダ２５２からの信号線が接続される信号入力端子Ｄ２^＋，Ｄ２^－と、を備えている。カウンタユニット２１０は、信号入力端子Ｄ１^＋，Ｄ１^－と、信号入力端子Ｄ２^＋，Ｄ２^－とのそれぞれから、単相のパルス信号が入力される。

信号入力端子Ｄ１^＋と、信号入力端子Ｄ１^－とには、それぞれ反転した極性の信号が入力される。また、信号入力端子Ｄ２^＋と、信号入力端子Ｄ２^－とには、それぞれ反転した極性の信号が入力される。

カウンタユニット２１０において、信号処理部１２は、信号入力端子Ｄ２^＋，Ｄ２^－間の差をエンコーダ２５２からの信号として処理する。

カウンタユニット２１０は、電源部２２２が、非絶縁電源回路２２３と、絶縁電源回路２２４と、に切替可能に接続されている。また、カウンタユニット２１０は、電源部２２２を非絶縁電源回路２２３に接続し、非絶縁電源回路２２３を介して電力供給端子ＩＯＶ，ＩＯＧに電力供給するか、電源部２２２を絶縁電源回路２２４に接続し、絶縁電源回路２２４を介して電力供給端子ＩＯＶ，ＩＯＧに電力供給するかを切り替える切替部２１５を備えている。すなわち、電源部２２２は、非絶縁モードのときには非絶縁電源回路２２３とともに共通電源部として機能し、絶縁モードのときは、絶縁電源回路２２４とともに個別電源部として機能する。

絶縁電源回路２２４は、電源部２２２からの電力を互いに絶縁された２系統出力に変換する回路である。この２系統出力を絶縁電源出力部２２４ｂとする。

図１０に示す非絶縁モードにおいて、カウンタユニット２１０の複数の電力供給端子ＩＯＶ，ＩＯＧは、切替部２１５により非絶縁電源回路２２３に接続される。非絶縁電源回路２２３は、複数の電力供給端子ＩＯＶ，ＩＯＧを、共通の接続線で、電源部２２２に接続する。

出力機器５０からの信号が入力される複数の信号入力端子Ｄ^＋，Ｄ^－のそれぞれは、信号処理部１２に対する入力部である信号処理入力部（ラインドライバ信号処理部）２１２Ａ，２１２Ｂに接続される。信号処理入力部２１２Ａ，２１２Ｂは、出力機器２５０がラインドライバ出力したパルス信号を処理し、信号処理部１２に送信する。

図１１に示す絶縁モードにおいて、カウンタユニット２１０の複数の電力供給端子ＩＯＶ，ＩＯＧは、切替部２１５により絶縁電源回路２２４に接続される。絶縁電源回路２２４は、互いに絶縁した回路で、複数の電力供給端子ＩＯＶ，ＩＯＧのそれぞれを、電源部２２２に接続する。

このように、カウンタユニット２１０の内部に設けられた電源部２２２は、非絶縁モードにおいては、非絶縁電源回路２２３に対して電力供給を行い、絶縁モードにおいては、絶縁電源回路２２４の、互いに絶縁された複数の絶縁電源出力部２２４ｂのそれぞれに対して個別に電力供給を行うことができる。よって、カウンタユニット２１０は、出力機器２５０側に別途電源供給のための部材を用意する必要がなく、複数のラインドライバ入力タイプの出力機器２５０を、互いに絶縁した絶縁電源回路２２４に接続して使用することができる。このため、外部電源を用いることなく、非絶縁モードと、絶縁モードとの両方に対応することができるカウンタユニット２１０を提供することができる。

図９に示すように、カウンタユニット２１０は、二相入力に対応したラインドライバ入力タイプのユニットであってもよい。また、カウンタユニット２１０は、二相入力に対応し、かつ、複数の出力機器２５１，２５２が接続可能に構成されていてもよい。

例えば、カウンタユニット２１０は、一方のエンコーダ２５１からの１つの相の信号線が接続される信号入力端子Ｃ１^＋，Ｃ１^－と、エンコーダ２５１からのもう一方の相の信号線が接続される信号入力端子Ｄ１^＋，Ｄ１^－とを備えている。また、カウンタユニット２１０は、もう一方のエンコーダ２５２からの１つの相の信号線が接続される信号入力端子Ｃ２^＋，Ｃ２^－と、エンコーダ２５２からのもう一方の相の信号線が接続される信号入力端子Ｄ２^＋，Ｄ２^－とを備えている。

非絶縁モードにおいては、電力供給端子ＩＯＶ１，ＩＯＧ１、および、電力供給端子ＩＯＶ２，ＩＯＧ２は、非絶縁電源回路２２３に接続される。一方、絶縁モードにおいては、電力供給端子ＩＯＶ１，ＩＯＧ１、および、電力供給端子ＩＯＶ２，ＩＯＧ２は、それぞれ絶縁電源回路２２４に互いに絶縁した状態で接続される。

このように、二相入力に対応したラインドライバ入力タイプのカウンタユニット２１０は、単相入力に対応したカウンタユニットと同様に、複数の出力機器２５０を、互いに絶縁した絶縁電源回路２２４に接続して使用することができ、外部電源を用いることなく、非絶縁モードと、絶縁モードとの両方に対応することができる。

本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。

１制御システム
１０、２１０カウンタユニット
１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃ信号処理入力部（オープンコレクタ信号処理部）
１５、２１５切替部
１６非絶縁回路
１７絶縁回路
２１ＵＳＢ通信部（切替受付部）
２２共通電源部
２３個別電源部
２５信号入力端子群
２６共通信号端子群
２７電力供給端子群
３０ＰＬＣ
５０、２５０出力機器
５１三相出力機器
５２単相出力機器
１２４、２２４絶縁電源回路
２１２Ａ、２１２Ｂ信号処理入力部（ラインドライバ信号処理部）
２２３非絶縁電源回路

Claims

外部の複数の出力機器から出力されるパルス信号をそれぞれ入力する複数の信号入力端子と、
複数の前記出力機器の共通信号線にそれぞれ接続される複数の共通信号端子、および、複数の前記出力機器に電力をそれぞれ供給する複数の電力供給端子の少なくともいずれか一方と、
複数の前記共通信号端子および複数の前記電力供給端子の少なくともいずれか一方を共通の配線で接続する非絶縁回路と、複数の前記共通信号端子および複数の前記電力供給端子の少なくともいずれか一方を互いに絶縁した回路で接続する絶縁回路とを切り替える切替部とを備えるカウンタユニット。
前記非絶縁回路に対して電力供給を行う共通電源部をさらに備える請求項１に記載のカウンタユニット。
前記絶縁回路に対して電力供給を行う個別電源部を前記絶縁回路のそれぞれに備える請求項１または２に記載のカウンタユニット。
前記切替部は、リレースイッチまたはスイッチングＩＣである請求項１～３のいずれか一項に記載のカウンタユニット。
前記出力機器がオープンコレクタ出力した前記パルス信号を処理するオープンコレクタ信号処理部をさらに備える請求項１～４のいずれか一項に記載のカウンタユニット。
前記信号入力端子が少なくとも３つ設けられており、
前記共通信号端子が少なくとも３つ設けられており、
前記電力供給端子が少なくとも１対設けられている請求項１～５のいずれか一項に記載のカウンタユニット。
前記出力機器がラインドライバ出力した前記パルス信号を処理するラインドライバ信号処理部をさらに備える請求項１～６のいずれか一項に記載のカウンタユニット。
前記切替部による切替動作の指示を通信回線を介して受け付ける切替受付部をさらに備える請求項１～７のいずれか一項に記載のカウンタユニット。