(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
モジュールを実装するための空間であるスロットが一方端の側から他方端の側へと複数設定されたベースユニットと、
前記スロットに実装されたモジュールと、を有するプログラマブルコントローラであって、
それぞれの前記スロットには、前記モジュールに設けられたモジュールコネクタと嵌合するスロットコネクタが設けられており、前記スロットコネクタに前記モジュールコネクタが嵌合されることで前記スロットに前記モジュールが実装されており、
前記モジュールには、所定タイミングにて自身から他の前記モジュールへの通信を開始する機能を含むマスタモジュールと、通信にて情報を受け取って他の前記モジュールへの通信を行う機能を含むスレーブモジュールと、が有り、
前記通信を行うための前記モジュールが実装される複数の前記スロットを含む領域である通信領域内において最も一方端の側となる前記スロットを含む単数または複数の前記スロットには、前記マスタモジュールが実装されており、
前記通信領域内において、前記マスタモジュールが実装された前記スロットよりも他方端の側の複数の前記スロットの中の少なくとも１つの前記スロットには、前記スレーブモジュールが実装されており、
前記通信には、前記マスタモジュールから開始されて一方端の側の前記モジュールから他方端の側の前記モジュールへと前記情報を順番に伝送する往路通信と、最も他方端の側に実装された前記スレーブモジュールである他方端モジュールが、前記往路通信にて前記情報を受け取った後、前記他方端モジュールから開始されて他方端の側の前記モジュールから一方端の側の前記モジュールへと前記情報を順番に伝送する復路通信と、が有り、
前記ベースユニットには、前記通信領域内において隣り合う前記スロットコネクタにおける一方端の側の前記スロットコネクタと他方端の側の前記スロットコネクタとを接続して前記往路通信を行うための往路通信配線と、前記通信領域内において隣り合う前記スロットコネクタにおける他方端の側の前記スロットコネクタと一方端の側の前記スロットコネクタとを接続して前記復路通信を行うための復路通信配線と、が設けられており、
それぞれの前記スレーブモジュールは、自身の他方端の側の前記モジュールに向けて前記往路通信配線を介して接続確認用データを送信し、他方端の側の前記モジュールから前記復路通信配線を介して応答が帰ってきた場合は自身が前記他方端モジュールではないと判定し、前記復路通信配線を介して応答が帰ってこなかった場合は自身が前記他方端モジュールであると判定し、
自身が前記他方端モジュールではないと判定した前記スレーブモジュールは、一方端の側の前記モジュールから前記往路通信にて受け取った前記情報を、他方端の側の前記モジュールへ前記往路通信にて送信し、
自身が前記他方端モジュールであると判定した前記スレーブモジュールは、一方端の側の前記モジュールから前記往路通信にて前記情報を受け取って、前記復路通信を開始し、
前記通信領域内のスロットであって前記マスタモジュールが実装された前記スロットと他方端の前記スロットとを除いた前記スロットである中間スロットにおいて、それぞれの前記スロットコネクタの近傍には、往路切替手段と復路切替手段が設けられており、
前記往路切替手段は、
前記スロットに前記モジュールが実装されている場合は、前記一方端の側の前記往路通信配線と前記他方端の側の前記往路通信配線とを電気的に開放し、
前記スロットに前記モジュールが実装されていない場合は、前記一方端の側の前記往路通信配線と前記他方端の側の前記往路通信配線とを電気的に短絡し、
前記復路切替手段は、
前記スロットに前記モジュールが実装されている場合は、前記他方端の側の前記復路通信配線と前記一方端の側の前記復路通信配線とを電気的に開放し、
前記スロットに前記モジュールが実装されていない場合は、前記他方端の側の前記復路通信配線と前記一方端の側の前記復路通信配線とを電気的に短絡する、
プログラマブルコントローラ。
【請求項２】
請求項１に記載のプログラマブルコントローラであって、
前記中間スロットにおいて、それぞれの前記スロットコネクタは、複数のピンを有し、前記往路通信において自身に対して一方端の側に実装された最も近い前記モジュールとの通信にて使用する往路受け取りピンと、前記往路通信において自身に対して他方端の側に実装された最も近い前記モジュールとの通信にて使用する往路受け渡しピンと、前記復路通信において自身に対して他方端の側に実装された最も近い前記モジュールとの通信にて使用する復路受け取りピンと、前記復路通信において自身に対して一方端の側に実装された最も近い前記モジュールとの通信にて使用する復路受け渡しピンと、を有しており、
前記通信領域内において前記マスタモジュールが実装された前記スロットにおいて最も他方端の側となる前記スロットの前記スロットコネクタは、複数のピンを有し、前記往路受け渡しピンと、前記復路受け取りピンと、を有しており、
前記通信領域内において他方端の前記スロットの前記スロットコネクタは、複数のピンを有し、前記往路受け取りピンと、前記復路受け渡しピンと、を有しており、
前記往路受け取りピンには、一方端の側の前記往路通信配線が接続されており、
前記往路受け渡しピンには、他方端の側の前記往路通信配線が接続されており、
前記復路受け取りピンには、他方端の側の前記復路通信配線が接続されており、
前記復路受け渡しピンには、一方端の側の前記復路通信配線が接続されており、
前記往路切替手段は、
前記往路受け取りピンと前記往路受け渡しピンとに接続されており、前記スロットに前記モジュールが実装されている場合は、前記往路受け取りピンと前記往路受け渡しピンとを電気的に開放し、前記スロットに前記モジュールが実装されていない場合は、前記往路受け取りピンと前記往路受け渡しピンとを電気的に短絡し、
前記復路切替手段は、
前記復路受け取りピンと前記復路受け渡しピンとに接続されており、前記スロットに前記モジュールが実装されている場合は、前記復路受け取りピンと前記復路受け渡しピンとを電気的に開放し、前記スロットに前記モジュールが実装されていない場合は、前記復路受け取りピンと前記復路受け渡しピンとを電気的に短絡する、
プログラマブルコントローラ。
【請求項３】
請求項１または２に記載のプログラマブルコントローラであって、
前記往路切替手段は、開放状態と短絡状態とを切り替え可能な往路スイッチ回路であり、
前記復路切替手段は、開放状態と短絡状態とを切り替え可能な復路スイッチ回路であり、
前記往路スイッチ回路と前記復路スイッチ回路のそれぞれは、
前記ベースユニットから電源が供給され、
自身に対応する前記スロットに前記モジュールが実装されている場合は実装されている前記モジュールから切替信号が入力され、
自身に対応する前記スロットに前記モジュールが実装されていない場合は前記切替信号が入力されず、
前記往路スイッチ回路と前記復路スイッチ回路は、
前記切替信号が入力されている場合は、対象とする配線またはピンを電気的に開放し、
前記切替信号が入力されていない場合は、対象とする配線またはピンを電気的に短絡する、
プログラマブルコントローラ。
【請求項４】
請求項３に記載のプログラマブルコントローラであって、
前記往路スイッチ回路と前記復路スイッチ回路と前記スロットコネクタは、前記ベースユニットに設けられたプリント基板に実装されており、
それぞれの前記往路通信配線と、それぞれの前記復路通信配線は、前記プリント基板に直線状に設けられており、
前記往路スイッチ回路は、前記プリント基板における前記スロットコネクタとは反対側の面であって、一方端の側の前記往路通信配線と他方端の側の前記往路通信配線との間に実装されており、
前記復路スイッチ回路は、前記プリント基板における前記スロットコネクタとは反対側の面であって、他方端の側の前記復路通信配線と一方端の側の前記復路通信配線との間に実装されている、
プログラマブルコントローラ。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか一項に記載のプログラマブルコントローラであって、
前記通信は、EtherCAT通信である、
プログラマブルコントローラ。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか一項に記載のプログラマブルコントローラであって、
前記スレーブモジュールは、
前記往路通信配線と前記復路通信配線とを電気的に開放する開放状態と、電気的に短絡する短絡状態と、のいずれかにすることが可能なループバック制御部を有する通信コントローラを有している、
プログラマブルコントローラ。
【請求項７】
請求項６に記載のプログラマブルコントローラであって、
前記ループバック制御部は、
前記往路通信配線と前記復路通信配線とを電気的に短絡して前記往路通信配線を介して送信されてきた前記接続確認用データを前記復路通信配線へ折り返すスイッチを備えている、
プログラマブルコントローラ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モジュールを実装するための空間であるスロットが一方端の側から他方端の側へと複数設定されたベースユニットと、スロットに実装されたモジュールと、を有するプログラマブルコントローラに関する。
【背景技術】
【０００２】
プログラマブルコントローラは、いわゆるＰＬＣ（Programmable Logic Controller）であり、予め定められた順序または手続きに従って、制御の各段階を逐次進めていく制御装置である。例えばワークを加工する工作機械の周囲には、作業者の安全を確保するために工作機械と作業者の間を隔離する安全扉が設けられ、当該安全扉からやや離れた位置に工作機械による加工の開始を指示する加工開始ボタンが設けられ、加工開始ボタンの隣りに非常停止ボタンが設けられている場合がある。また安全扉には、扉が開状態か閉状態であるかを検出するリミットスイッチが設けられ、工作機械には加工の終了を検出する所定のセンサが設けられている場合がある。
【０００３】
この場合、リミットスイッチからの信号と加工開始ボタンからの信号と非常停止ボタンからの信号と所定のセンサからの信号が、プログラマブルコントローラに入力され、工作機械の動作を開始させる動作開始制御信号と、工作機械の動作を停止させる動作停止制御信号が、プログラマブルコントローラから出力されている。そしてプログラマブルコントローラは、予め定められた順序を検出した場合（例えば、安全扉が閉められた後、加工開始ボタンがＯＮとされたことを検出した場合）にのみ、制御の各段階を進める（例えば、工作機械の動作を開始させ、加工の終了を検出すると、工作機械の動作を停止させる）。また例えばプログラマブルコントローラは、非常停止ボタンが押されたことを検出した場合、あるいは安全扉が開状態となったことを検出した場合、工作機械が動作中である場合は強制的に工作機械を停止させる。
【０００４】
例えばプログラマブルコントローラは、種々の工場において種々の工作機械に対応させて設けられており、設けられた工作機械と当該工作機械の周囲の各種ボタン、各種安全扉、各種の順序等に応じて、１品ずつ異なる構成とされている。例えば図１５に示す従来のプログラマブルコントローラ１０１は、モジュールを実装するための空間であるスロットが一方端の側から他方端の側へと複数設定されたベースユニット１１０と、ベースユニット１１０のスロットに着脱可能に実装する各種のモジュールと、にて構成されている。モジュールには種々の種類があり、例えば電源モジュール１２１、ＣＰＵモジュール１２２、通信モジュール１２４、入力モジュール１２５、出力モジュール１２６等がある。
【０００５】
図１５において、例えば電源モジュール１２１は、ベースユニット１１０に実装された各モジュールへ電力を供給するモジュールであり、通信モジュール１２４は、例えばＬＡＮを利用して他の機器と通信を行うためのモジュールである。また例えば入力モジュール１２５は、各種のボタンやスイッチ等の入力信号が入力されるモジュールであり、出力モジュール１２６は、各種の制御信号を出力するモジュールである。そしてＣＰＵモジュール１２２は、搭載されたプログラムに従って入力モジュール１２５からの入力信号に応じて定められた順序等を判定し、出力モジュール１２６を介して制御信号を出力する。プログラマブルコントローラ１０１は、使用する環境に応じて必要とされるモジュールが選択され、選択されたモジュールがベースユニット１１０のスロットに着脱可能に実装されている。そして、定められた順序と、当該順序を検出した場合の制御の各段階等がプログラムされてＣＰＵモジュール１２２に搭載されている。
【０００６】
また図１５においてベースユニット１１０は、電源モジュール１２１からの電力を各モジュールに供給する配線や、モジュール間での通信用の配線や、各モジュールに設けられたモジュールコネクタと嵌合するスロットコネクタをスロット毎に有している。当該スロットコネクタにモジュールコネクタが嵌合されることでベースユニット１１０のスロットにモジュールが着脱可能に実装される。
【０００７】
プログラマブルコントローラは、一般的に、ベースユニットの一方の端部のスロットに電源モジュールが実装され、電源モジュールに隣接する他方端の側のスロットにＣＰＵモジュールが実装され、ＣＰＵモジュールに隣接する他方端の側のスロットから、通信モジュールや入力モジュールや出力モジュールが、空きスロットを設けることなく実装される。従来より、ＣＰＵモジュールを含めてＣＰＵモジュールよりも他方端の側（通信領域に相当）に実装されたモジュールは、隣り合うモジュール同士で情報の送受信を行っている。
【０００８】
図１５に示すように、従来のプログラマブルコントローラ１０１では、電源モジュール１２１が一方端のスロットに実装され、通信領域１２０内では、一方端にＣＰＵモジュール１２２が実装されている。そして通信領域１２０内においてＣＰＵモジュール１２２から他方端の方向（この場合、Ｙ軸方向）に向かって、通信モジュール１２４、入力モジュール１２５、出力モジュール１２６等が、空きスロットを設けることなく実装されている。プログラマブルコントローラ１０１は、通信領域１２０内において一方端の側（この場合、ＣＰＵモジュール１２２）から他方端の側（この場合、出力モジュール１２６）へと情報を順番に伝送する往路通信と、他方端の側（この場合、出力モジュール１２６）から一方端の側（この場合、ＣＰＵモジュール１２２）へと情報を順番に伝送する復路通信と、を行っている。
【０００９】
図１５に示す従来のプログラマブルコントローラ１０１において、往路通信は、ＣＰＵモジュール１２２から通信モジュール１２４へと情報を伝送する［１−１］通信と、通信モジュール１２４から入力モジュール１２５へと情報を伝送する［１−２］通信と、入力モジュール１２５から出力モジュール１２６へと情報を伝送する［１−３］通信と、が該当する。また図１５に示す従来のプログラマブルコントローラ１０１において、復路通信は、出力モジュール１２６から入力モジュール１２５へと情報を伝送する［２−１］通信と、入力モジュール１２５から通信モジュール１２４へと情報を伝送する［２−２］通信と、通信モジュール１２４からＣＰＵモジュール１２２へと情報を伝送する［２−３］通信と、が該当する。
【００１０】
従来では、例えば図１６に示すように、通信領域１２０内において、入力モジュール１２５と出力モジュール１２６との間に空きスロットを設けてしまうと、往路通信は、ＣＰＵモジュール１２２から通信モジュール１２４へと情報を伝送する［１−１］通信と、通信モジュール１２４から入力モジュール１２５へと情報を伝送する［１−２］通信とで完了してしまい、入力モジュール１２５から出力モジュール１２６への往路通信は行われない（［１−３］通信にて、入力モジュール１２５の通信相手が見つからないため）。また復路通信は、入力モジュール１２５から通信モジュール１２４へと情報を伝送する［２−１］通信と、通信モジュール１２４からＣＰＵモジュール１２２へと情報を伝送する［２−２］通信とで完了してしまい、出力モジュール１２６から入力モジュール１２５への復路通信は行われない。このため、従来では、通信領域１２０内において、図１５の例に示すようにモジュール間に空きスロットを設けないように一方端の側（この場合、左側）につめてモジュールを実装する必要があった。
【００１１】
例えば特許文献１には、マザーボードに設けられた複数のスロットにモジュールを実装し、モジュール間のデータ伝送をリングバス方式で行うプログラマブルコントローラが開示されている。当該プログラマブルコントローラは、マザーボード（ベースユニットに相当）の所定数のコネクタに、リングバスをバイパスするためのバイパス機構を設け、空きスロットではバイパス機構にてリングバスをバイパスさせて、空きスロットの先に実装されたモジュールとリングバス方式にて通信することを可能としている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開２００２−６２９０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
特許文献１に記載のプログラマブルコントローラでは、各モジュールを環状のリングバスで順番に接続しているので、例えばマスタモジュールから通信を開始した場合、マスタモジュールから、環状のリングバスに接続された隣りのモジュールへと情報が順番に伝送される。そして、最後のモジュールへ情報が伝送された後、当該最後のモジュールからマスタモジュールへと情報が伝送される（環状のリングバスで各モジュールが順番に接続されているため）。従って、情報の伝送される方向が一方通行であり、上述した往路通信と復路通信とを有する通信にはそのまま適用することができない。
【００１４】
本発明は、このような点に鑑みて創案されたものであり、往路通信と復路通信を行うプログラマブルコントローラにおいて、隣り合うモジュールの間に空きスロットが形成されている場合であっても、各モジュール間で、往路通信と復路通信とを実行できるプログラマブルコントローラを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記課題を解決するため、本発明に係るプログラマブルコントローラは、次の手段をとる。まず、本発明の第１の発明は、モジュールを実装するための空間であるスロットが一方端の側から他方端の側へと複数設定されたベースユニットと、前記スロットに実装されたモジュールと、を有するプログラマブルコントローラである。それぞれの前記スロットには、前記モジュールに設けられたモジュールコネクタと嵌合するスロットコネクタが設けられており、前記スロットコネクタに前記モジュールコネクタが嵌合されることで前記スロットに前記モジュールが実装されており、前記モジュールには、所定タイミングにて自身から他の前記モジュールへの通信を開始する機能を含むマスタモジュールと、通信にて情報を受け取って他の前記モジュールへの通信を行う機能を含むスレーブモジュールと、が有り、前記通信を行うための前記モジュールが実装される複数の前記スロットを含む領域である通信領域内において最も一方端の側となる前記スロットを含む単数または複数の前記スロットには、前記マスタモジュールが実装されており、前記通信領域内において、前記マスタモジュールが実装された前記スロットよりも他方端の側の複数の前記スロットの中の少なくとも１つの前記スロットには、前記スレーブモジュールが実装されている。また、前記通信には、前記マスタモジュールから開始されて一方端の側の前記モジュールから他方端の側の前記モジュールへと前記情報を順番に伝送する往路通信と、最も他方端の側に実装された前記スレーブモジュールである他方端モジュールが、前記往路通信にて前記情報を受け取った後、前記他方端モジュールから開始されて他方端の側から前記マスタモジュールへと前記情報を順番に伝送する復路通信と、が有り、最も他方端の側に実装された前記スレーブモジュールは、前記往路通信にて一方端の側の前記モジュールから受け取った前記情報を、前記往路通信にて他方端の側の前記モジュールへ伝送を試みた際に他方端の側に前記モジュールが実装されていないことを検知して自身が前記他方端モジュールであると認識する。そして、前記ベースユニットには、前記通信領域内において隣り合う前記スロットコネクタにおける一方端の側の前記スロットコネクタと他方端の側の前記スロットコネクタとを接続して前記往路通信を行うための往路通信配線と、前記通信領域内において隣り合う前記スロットコネクタにおける他方端の側の前記スロットコネクタと一方端の側の前記スロットコネクタとを接続して前記復路通信を行うための復路通信配線と、が設けられている。そして、前記通信領域内のスロットであって前記マスタモジュールが実装された前記スロットと他方端の前記スロットとを除いた前記スロットである中間スロットにおいて、それぞれの前記スロットコネクタの近傍には、往路切替手段と復路切替手段が設けられており、前記往路切替手段は、前記スロットに前記モジュールが実装されている場合は、前記一方端の側の前記往路通信配線と前記他方端の側の前記往路通信配線とを電気的に開放し、前記スロットに前記モジュールが実装されていない場合は、前記一方端の側の前記往路通信配線と前記他方端の側の前記往路通信配線とを電気的に短絡する。また、前記復路切替手段は、前記スロットに前記モジュールが実装されている場合は、前記他方端の側の前記復路通信配線と前記一方端の側の前記復路通信配線とを電気的に開放し、前記スロットに前記モジュールが実装されていない場合は、前記他方端の側の前記復路通信配線と前記一方端の側の前記復路通信配線とを電気的に短絡する、プログラマブルコントローラである。
【００１６】
次に、本発明の第２の発明は、上記第１の発明に係るプログラマブルコントローラであって、前記中間スロットにおいて、それぞれの前記スロットコネクタは、複数のピンを有し、前記往路通信において自身に対して一方端の側に実装された最も近い前記モジュールとの通信にて使用する往路受け取りピンと、前記往路通信において自身に対して他方端の側に実装された最も近い前記モジュールとの通信にて使用する往路受け渡しピンと、前記復路通信において自身に対して他方端の側に実装された最も近い前記モジュールとの通信にて使用する復路受け取りピンと、前記復路通信において自身に対して一方端の側に実装された最も近い前記モジュールとの通信にて使用する復路受け渡しピンと、を有しており、前記通信領域内において前記マスタモジュールが実装された前記スロットにおいて最も他方端の側となる前記スロットの前記スロットコネクタは、複数のピンを有し、前記往路受け渡しピンと、前記復路受け取りピンと、を有しており、前記通信領域内において他方端の前記スロットの前記スロットコネクタは、複数のピンを有し、前記往路受け取りピンと、前記復路受け渡しピンと、を有している。また、前記往路受け取りピンには、一方端の側の前記往路通信配線が接続されており、前記往路受け渡しピンには、他方端の側の前記往路通信配線が接続されており、前記復路受け取りピンには、他方端の側の前記復路通信配線が接続されており、前記復路受け渡しピンには、一方端の側の前記復路通信配線が接続されている。そして、前記往路切替手段は、前記往路受け取りピンと前記往路受け渡しピンとに接続されており、前記スロットに前記モジュールが実装されている場合は、前記往路受け取りピンと前記往路受け渡しピンとを電気的に開放し、前記スロットに前記モジュールが実装されていない場合は、前記往路受け取りピンと前記往路受け渡しピンとを電気的に短絡する。また、前記復路切替手段は、前記復路受け取りピンと前記復路受け渡しピンとに接続されており、前記スロットに前記モジュールが実装されている場合は、前記復路受け取りピンと前記復路受け渡しピンとを電気的に開放し、前記スロットに前記モジュールが実装されていない場合は、前記復路受け取りピンと前記復路受け渡しピンとを電気的に短絡する、プログラマブルコントローラである。
【００１７】
次に、本発明の第３の発明は、上記第１の発明または第２の発明に係るプログラマブルコントローラであって、前記往路切替手段は、開放状態と短絡状態とを切り替え可能な往路スイッチ回路であり、前記復路切替手段は、開放状態と短絡状態とを切り替え可能な復路スイッチ回路であり、前記往路スイッチ回路と前記復路スイッチ回路のそれぞれは、前記ベースユニットから電源が供給され、自身に対応する前記スロットに前記モジュールが実装されている場合は実装されている前記モジュールから切替信号が入力され、自身に対応する前記スロットに前記モジュールが実装されていない場合は前記切替信号が入力されない。そして、前記往路スイッチ回路と前記復路スイッチ回路は、前記切替信号が入力されている場合は、対象とする配線またはピンを電気的に開放し、前記切替信号が入力されていない場合は、対象とする配線またはピンを電気的に短絡する、プログラマブルコントローラである。
【００１８】
次に、本発明の第４の発明は、上記第３の発明に係るプログラマブルコントローラであって、前記往路スイッチ回路と前記復路スイッチ回路と前記スロットコネクタは、前記ベースユニットに設けられたプリント基板に実装されており、それぞれの前記往路通信配線と、それぞれの前記復路通信配線は、前記プリント基板に直線状に設けられている。そして、前記往路スイッチ回路は、前記プリント基板における前記スロットコネクタとは反対側の面であって、一方端の側の前記往路通信配線と他方端の側の前記往路通信配線との間に実装されており、前記復路スイッチ回路は、前記プリント基板における前記スロットコネクタとは反対側の面であって、他方端の側の前記復路通信配線と一方端の側の前記復路通信配線との間に実装されている、プログラマブルコントローラである。
【発明の効果】
【００１９】
第１の発明によれば、往路通信と復路通信とを行うプログラマブルコントローラにおいて、往路切替手段と復路切替手段を設けている。往路切替手段は、自身に対応するスロットコネクタにモジュールが実装されていない場合は、一方端の側の往路通信配線と、他方端の側の往路通信配線と、を短絡することで、往路通信をバイパスさせる。また復路切替手段は、自身に対応するスロットコネクタにモジュールが実装されていない場合は、他方端の側の復路通信配線と、一方端の側の復路通信配線と、を短絡することで、復路通信をバイパスさせる。これにより、隣り合うモジュールの間に空きスロットが形成されている場合であっても、各モジュール間で、往路通信と復路通信とを実行できる。
【００２０】
第２の発明によれば、往路切替手段は、自身に対応するスロットコネクタにモジュールが実装されていない場合は、往路受け取りピンと往路受け渡しピンとを短絡することで、往路通信をバイパスさせる。また復路切替手段は、自身に対応するスロットコネクタにモジュールが実装されていない場合は、復路受け取りピンと復路受け渡しピンとを短絡することで、復路通信をバイパスさせる。これにより、隣り合うモジュールの間に空きスロットが形成されている場合であっても、各モジュール間で、往路通信と復路通信とを実行できる。
【００２１】
第３の発明によれば、往路切替手段と復路切替手段とを、具体的かつ適切に実現することができる。
【００２２】
第４の発明によれば、往路通信の通信経路と、復路通信の通信経路とのそれぞれを、直線状にすることが可能であるとともに、ほぼ等長とすることができる。通信配線が屈曲している場合や、並列した通信配線の長さが異なる場合では、信号の反射が発生し易くノイズの要因となり易い。第４の発明では、通信配線を屈曲させる要因となるスイッチ回路を、プリント基板の反対側の面に配置することで、通信配線の直線化を簡単にできる。従って、ノイズの影響を受けにくくすることが可能であり、より信頼性の高い往路通信及び復路通信を行うことができる。特に、比較的高速な通信を行う場合に効果的である。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】ベースユニットの構造及び外観の例を説明する斜視図である。
【図２】ベースユニットの構造及び外観の例を説明する平面図である。
【図３】モジュールの種類の例と、各モジュールの外観の例を説明する斜視図である。
【図４】図３に対して、各モジュールの裏側の外観の例を説明する斜視図である。
【図５】ベースユニットに、電源モジュール、ＣＰＵモジュール、通信モジュール、入力モジュール、出力モジュールを実装する様子を説明する斜視図である。
【図６】プリント基板に実装されたスロットコネクタのピンと、プリント基板に設けられた往路通信配線及び復路通信配線の例を説明する斜視図である。
【図７】プリント基板に実装されたスロットコネクタのピンと、プリント基板に設けられた往路通信配線及び復路通信配線の例を説明する平面図である。
【図８】往路切替手段と復路切替手段の、配置位置と接続の例を説明する図である。
【図９】スロットにモジュールが実装されている場合において、往路切替手段と復路切替手段が開放状態となる様子を説明する図である。
【図１０】スロットにモジュールが実装されていない場合において、往路切替手段と復路切替手段が短絡状態となる様子を説明する図である。
【図１１】本願のプログラマブルコントローラにおいて、隣り合うモジュール間に空きスロットを設けることなく実装通信モジュール群を構成した場合の、往路通信と復路通信の例を説明する図である。
【図１２】本願のプログラマブルコントローラにおいて、隣り合うモジュール間に空きスロットを有するように実装通信モジュール群を構成した場合の、往路通信と復路通信の例を説明する図である。
【図１３】図１１において、入力モジュールの内部構造、出力モジュールの内部構造、往路通信配線、復路通信配線、を用いて、往路通信と他方端モジュールの検知の例を説明する模式図である。
【図１４】図１１において、入力モジュールの内部構造、出力モジュールの内部構造、往路通信配線、復路通信配線、を用いて、検知した他方端モジュールからの復路通信の例を説明する模式図である。
【図１５】従来のプログラマブルコントローラにおいて、隣り合うモジュール間に空きスロットを設けることなく実装通信モジュール群を構成した場合の、往路通信と復路通信の例を説明する図である。
【図１６】従来のプログラマブルコントローラにおいて、隣り合うモジュール間に空きスロットを有するように実装通信モジュール群を構成した場合の、往路通信と復路通信の例を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明の実施の形態を、図面を用いて順に説明する。なおＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸が記載されている図では、Ｘ軸とＹ軸とＺ軸は互いに直交している。そしてＺ軸方向は上方に向かう鉛直方向を示しており、Ｙ軸方向はベースユニット１０の長手方向（一方端の側から他方端の側に向かう方向）を示しており、Ｘ軸方向はベースユニット１０の正面方向を示している。
【００２５】
●［ベースユニット１０の構造と外観（図１、図２）］
ベースユニット１０は、図１及び図２に示すように、基台１１、プリント基板１２、スロットコネクタ１６Ａ〜１６Ｈ等を有している。基台１１は、絶縁体の樹脂等にて板状に形成されており、プリント基板１２には、スロットコネクタ１６Ａ〜１６Ｈが実装されて、当該スロットコネクタが上方を向くように、基台１１に設けられている。ベースユニット１０には、後述するモジュールを実装するための空間であるスロット１３Ａ〜１３Ｈが、一方端（この場合、図２における左端）から他方端（この場合、図２における右端）へと複数が設定されている。またスロット１３Ａ〜１３Ｈのそれぞれには、モジュールに設けられたモジュールコネクタ（符号２２Ｃ等、図４参照）と嵌合するスロットコネクタ１６Ａ〜１６Ｈのそれぞれが設けられている。
【００２６】
スロット１３Ａ〜１３Ｈのそれぞれに対して、基台１１には、着脱可能に実装されたモジュールの支持を支援するための第１取付孔１４Ａ〜１４Ｈ、第２取付孔１５Ａ〜１５Ｈ、のそれぞれが設けられている。例えば図４に示す入力モジュール２５のモジュールコネクタ２５Ｃが、スロット１３Ｄのスロットコネクタ１６Ｄに嵌合されることで、当該スロット１３Ｄに入力モジュール２５が実装された状態となる。そして、入力モジュール２５の第１係止ツメ２５Ｓが第１取付孔１４Ｄに係止されて固定され、入力モジュール２５の第２係止ツメ２５Ｔが第２取付孔１５Ｄに係止されて固定される。
【００２７】
また、一方端のスロットであるスロット１３Ａは、例えば電源モジュール２１（図２参照）専用のスロットとして用意されている。そして、一方端のスロット１３Ａを除いたスロットであるスロット１３Ｂ〜１３Ｈを含む通信領域２０は、互いに通信を行うためのモジュールが実装される複数のスロットを含む領域である。当該通信領域２０内において、一方端のスロット１３Ｂを含むスロット１３Ｂとスロット１３Ｃには、後述するＣＰＵモジュール２２（マスタモジュールに相当）が実装され、通信領域２０内においてＣＰＵモジュール２２が実装されるスロット１３Ｂ及びスロット１３Ｃよりも他方端の側の複数のスロットであるスロット１３Ｃ〜１３Ｈの中の少なくとも１つのスロットには、後述するスレーブモジュールが実装される。なお、本実施の形態にて説明するＣＰＵモジュール２２は、２個分のスロットを占有する例を示している。
【００２８】
●［モジュールの種類と外観（図３〜図５）］
モジュールには、図３及び図４に示すように、電源モジュール２１、マスタモジュール（ＣＰＵモジュール２２）、スレーブモジュール２３（通信モジュール２４、入力モジュール２５、出力モジュール２６等）が有り、機能に応じて複数の種類のモジュールが用意されている。
【００２９】
電源モジュール２１は、図１に示すベースユニット１０における一方端のスロット１３Ａに実装されるモジュールであり、ベースユニット１０に必ず実装されるモジュールである。電源モジュール２１の外観は図３及び図４に示すように、１個分のスロットのサイズを有し、モジュールコネクタ２１Ｃ、第１係止ツメ２１Ｓ、第２係止ツメ２１Ｔを有している。電源モジュール２１は、モジュールコネクタ２１Ｃを介して、ベースユニット１０に実装された各モジュールへ電力を供給するモジュールである。なお、電源モジュール２１は、マスタモジュールでもスレーブモジュールでもない特殊なモジュールである。
【００３０】
ＣＰＵモジュール２２は、図１に示す通信領域２０内において最も一方端の側のスロット１３Ｂを含む単数または複数のスロットに実装され、ベースユニット１０に必ず実装されるモジュールである。本実施の形態のＣＰＵモジュール２２は、２個分のスロットを占有するサイズを有しているので、ＣＰＵモジュール２２は、スロット１３Ｂ及びスロット１３Ｃに実装される。ＣＰＵモジュール２２の外観は図３及び図４に示すように、２個分のスロットのサイズを有し、２個のモジュールコネクタ２２Ｃ、２個の第１係止ツメ２２Ｓ、２個の第２係止ツメ２２Ｔを有している。ＣＰＵモジュール２２は、搭載されたプログラムに従って、例えば、実装された通信モジュールを介して他の機器とＬＡＮ経由の通信を行い、実装された入力モジュールを介して各種の入力信号を取り込んで定められた順序等を判定し、実装された出力モジュールを介して制御信号を出力するモジュールである。またＣＰＵモジュールは、マスタモジュールに相当している。マスタモジュールは、所定タイミングにて自身から他のモジュール（通信領域２０内に実装されたモジュール）へと情報を伝送する通信を開始する機能を含むモジュールである。
【００３１】
通信モジュール２４は、図１に示す通信領域２０内においてマスタモジュールが実装されたスロットよりも他方端の側の複数のスロットの中のいずれかのスロットに実装されるモジュールである。なお、通信モジュール２４は必須のモジュールではなく、作業者が必要と判断した場合にベースユニット１０に実装されるモジュールである。通信モジュール２４の外観は、図３及び図４に示すように、１個分のスロットのサイズを有し、モジュールコネクタ２４Ｃ、第１係止ツメ２４Ｓ、第２係止ツメ２４Ｔを有している。通信モジュール２４は、例えば、ＬＡＮケーブルが接続され、当該ＬＡＮに接続されている他の機器と通信（例えばEthernet（登録商標）通信）を行うためのモジュールである。また通信モジュール２４は、スレーブモジュールに相当している。スレーブモジュールは、マスタモジュールまたは他のスレーブモジュールから通信にて受け取った情報を、他のスレーブモジュールまたはマスタモジュールへと伝送する通信を行う機能を含むモジュールである。
【００３２】
入力モジュール２５は、図１に示す通信領域２０内においてマスタモジュールが実装されたスロットよりも他方端の側の複数のスロットの中のいずれかのスロットに実装されるモジュールである。なお、入力モジュール２５は必須のモジュールではなく、作業者が必要と判断した場合にベースユニット１０に実装されるモジュールである。入力モジュール２５の外観は、図３及び図４に示すように、１個分のスロットのサイズを有し、モジュールコネクタ２５Ｃ、第１係止ツメ２５Ｓ、第２係止ツメ２５Ｔを有している。入力モジュール２５は、例えば、各種のボタンやスイッチ等に接続され、各種の入力信号が入力され、当該入力信号をＣＰＵモジュール２２に伝えるためのモジュールである。また入力モジュール２５は、上述したスレーブモジュールに相当している。
【００３３】
出力モジュール２６は、図１に示す通信領域２０内においてマスタモジュールが実装されたスロットよりも他方端の側の複数のスロットの中のいずれかのスロットに実装されるモジュールである。なお、出力モジュール２６は必須のモジュールではなく、作業者が必要と判断した場合にベースユニット１０に実装されるモジュールである。出力モジュール２６の外観は、図３及び図４に示すように、１個分のスロットのサイズを有し、モジュールコネクタ２６Ｃ、第１係止ツメ２６Ｓ、第２係止ツメ２６Ｔを有している。出力モジュール２６は、例えば、ＣＰＵモジュール２２からの各種の制御信号を出力するためのモジュールである。また出力モジュール２６は、上述したスレーブモジュールに相当している。
【００３４】
そしてスレーブモジュールは、図１に示す通信領域２０内においてマスタモジュールが実装されたスロットよりも他方端の側の複数のスロット（図１の例では、スロット１３Ｄ〜スロット１３Ｈ）の中の少なくとも１つのスロットに実装されている。つまり、少なくとも１つのスレーブモジュールが選択されて、選択されたスレーブモジュールは、通信領域２０内においてマスタモジュールが実装されたスロットよりも他方端の側の複数のスロットの中のいずれかに実装されている。なお、電源モジュール２１とＣＰＵモジュール２２（マスタモジュール）は必須モジュールであり、上述したスロットに実装されている。
【００３５】
図５に示す例は、スロットコネクタ１６Ａとモジュールコネクタ２１Ｃとを嵌合させてスロット１３Ａ（図１参照）に電源モジュール２１を実装し、スロットコネクタ１６Ｂ、１６Ｃとモジュールコネクタ２２Ｃとを嵌合させてスロット１３Ｂ、１３Ｃ（図１参照）にＣＰＵモジュール２２を実装する様子を示している。また、スロットコネクタ１６Ｄとモジュールコネクタ２４Ｃとを嵌合させてスロット１３Ｄ（図１参照）に通信モジュール２４を実装する様子を示している。また、スロットコネクタ１６Ｅとモジュールコネクタ２５Ｃとを嵌合させてスロット１３Ｅ（図１参照）に入力モジュール２５を実装する様子を示している。また、スロットコネクタ１６Ｆとモジュールコネクタ２６Ｃとを嵌合させてスロット１３Ｆ（図１参照）に出力モジュール２６を実装する様子を示している。
【００３６】
●［スロットコネクタのピンと、プリント基板に設けられた往路通信配線と復路通信配線（図６、図７）］
上述したマスタモジュール及びスレーブモジュールにて行われる通信には、往路通信と、復路通信と、の２種類の通信があり、例えばEtherCAT通信が、この通信に該当する。往路通信は、通信領域２０内に実装されたマスタモジュール（ＣＰＵモジュール２２）から開始されて、通信領域２０内に実装された一方端の側のモジュールから他方端の側のモジュールへと情報を順番に伝送する通信である。図１１及び図１２の例において、往路通信は、往路通信の開始である［１−１］通信、［１−２］通信、［１−３］通信にて、一方端の側のモジュールから他方端の側のモジュールへと、情報を順番に伝送する通信である。
【００３７】
復路通信は、通信領域２０内において最も他方端の側に実装されたスレーブモジュールである他方端モジュールが往路通信にて情報を受け取った後、当該他方端モジュールから開始されて、通信領域２０内に実装された他方端の側のモジュールから一方端の側のモジュールへと、情報を順番に伝送する通信である。図１１及び図１２の例において、復路通信は、復路通信の開始である［２−１］通信、［２−２］通信、［２−３］通信にて、他方端の側のモジュールから一方端の側のモジュールへと、情報を順番に伝送する通信である。なお、図１１及び図１２の例において、通信領域２０内において最も他方端の側に実装されたスレーブモジュール（この場合、出力モジュール２６）は、往路通信である［１−３］通信にて一方端の側のモジュール（この場合、入力モジュール２５）から受け取った情報を、往路通信（この場合、［１−４］通信）にて他方端の側のモジュールへ伝送を試みる。そして当該スレーブモジュールは、試みた往路通信（この場合、［１−４］通信）に応答が無いことを検知し、他方端の側にモジュールが実装されていないことを検知して、自身が他方端モジュールであると認識する。そして他方端モジュールは、復路通信の開始である［２−１］通信を行う。なお、他方端モジュールの検知方法の詳細については後述する。
【００３８】
上述した往路通信を行うための配線である往路通信配線と、上述した復路通信を行うための配線である復路通信配線と、スロットコネクタに設けられているピンの例を図６及び図７に示す。図６に示すように、スロットコネクタ１６Ｄ、１６Ｅは、複数のピン（Ｄ１〜Ｄ１６、Ｅ１〜Ｅ１６）を有しており、各ピンがプリント基板１２にハンダ等にて接続されることで、スロットコネクタがプリント基板１２に実装されている。また往路通信配線及び復路通信配線は、通信領域２０内のスロットコネクタ１６Ｂ〜１６Ｈにおいて、マスタモジュールが実装されるスロットコネクタのうち、最も他方端の側となるスロットコネクタ（本実施の形態の例ではスロットコネクタ１６Ｃ）から他方端のスロットコネクタ（本実施の形態の例ではスロットコネクタ１６Ｈ）に設けられている。
【００３９】
なお本実施の形態にて示す例では、各スロットコネクタは１番ピンから１６番ピンまでの１６個のピンを有している。ここで、左上のピンから反時計回りに順番に右上のピンまで、１番ピンから１６番ピンまでを設定する。例えば図７中において、スロットコネクタ１６Ｄの左上のピンを１番ピンＤ１に設定し、左下のピンを８番ピンＤ８に設定し、右下のピンを９番ピンＤ９に設定し、右上のピンを１６番ピンＤ１６に設定する。
【００４０】
ここで、図７の例のスロットコネクタ１６Ｄにおいて、自身に対して一方端の側に実装された最も近いモジュールから往路通信にて情報を受け取る際に使用する往路受け取りピンを、１番ピンＤ１と２番ピンＤ２とする。また当該スロットコネクタ１６Ｄにおいて、自身に対して他方端の側に実装された最も近いモジュールへ往路通信にて情報を受け渡す際に使用する往路受け渡しピンを、１６番ピンＤ１６と１５番ピンＤ１５とする。また、当該スロットコネクタ１６Ｄにおいて、自身に対して一方端の側に実装された最も近いモジュールから復路通信にて情報を受け取る際に使用する復路受け取りピンを、１４番ピンＤ１４と１３番ピンＤ１３とする。また、当該スロットコネクタ１６Ｄにおいて、自身に対して他方端の側に実装された最も近いモジュールへ復路通信にて情報を受け渡す際に使用する復路受け渡しピンを、３番ピンＤ３と４番ピンＤ４とする。
【００４１】
同様に、図７の例のスロットコネクタ１６Ｅにおいて、１番ピンＥ１と２番ピンＥ２を往路受け取りピンとして、１６番ピンＥ１６と１５番ピンＥ１５を往路受け渡しピンとする。同様に、スロットコネクタ１６Ｅにおいて、１４番ピンＥ１４と１３番ピンＥ１３を復路受け取りピンとして、３番ピンＥ３と４番ピンＥ４を復路受け渡しピンとする。同様に、スロットコネクタ１６Ｇにおいて、１番ピンＧ１と２番ピンＧ２を往路受け取りピンとして、１６番ピンＧ１６と１５番ピンＧ１５を往路受け渡しピンとする。同様に、スロットコネクタ１６Ｇにおいて、１４番ピンＧ１４と１３番ピンＧ１３を復路受け取りピンとして、３番ピンＧ３と４番ピンＧ４を復路受け渡しピンとする。
【００４２】
また、図７の例のスロットコネクタ１６Ｃ（マスタモジュールが実装されるスロットコネクタの中で最も他方端の側となるスロットコネクタ）において、自身に対して他方端の側に実装された最も近いモジュールへ往路通信にて情報を受け渡す際に使用する往路受け渡しピンを、１６番ピンＣ１６と１５番ピンＣ１５とする。また、当該スロットコネクタ１６Ｃにおいて、自身に対して一方端の側に実装された最も近いモジュールから復路通信にて情報を受け取る際に使用する復路受け取りピンを、１４番ピンＣ１４と１３番ピンＣ１３とする。
【００４３】
また、図７の例のスロットコネクタ１６Ｈ（通信領域２０内において最も他方端の側のスロットコネクタ）において、自身に対して一方端の側に実装された最も近いモジュールから往路通信にて情報を受け取る際に使用する往路受け取りピンを、１番ピンＨ１と２番ピンＨ２とする。また、当該スロットコネクタ１６Ｈにおいて、自身に対して他方端の側に実装された最も近いモジュールへ復路通信にて情報を受け渡す際に使用する復路受け渡しピンを、３番ピンＨ３と４番ピンＨ４とする。
【００４４】
次に、往路通信配線について説明する。図７に示すように、ベースユニットのプリント基板１２には、通信領域２０内において隣り合うスロットコネクタ１６Ｃ、１６Ｄにおける一方端の側のスロットコネクタ１６Ｃの往路受け渡しピンである１６番ピンＣ１６と、他方端の側のスロットコネクタ１６Ｄの往路受け取りピンである１番ピンＤ１と、を接続する往路通信配線Ａｃｄが設けられている。またプリント基板１２には、一方端の側のスロットコネクタ１６Ｃの往路受け渡しピンである１５番ピンＣ１５と、他方端の側のスロットコネクタ１６Ｄの往路受け取りピンである２番ピンＤ２と、を接続する往路通信配線Ｂｃｄが設けられている。
【００４５】
同様に、隣り合うスロットコネクタ１６Ｄ、１６Ｅについて、プリント基板１２には、往路通信配線Ａｄｅ、往路通信配線Ｂｄｅが設けられている。同様に、隣り合うスロットコネクタ１６Ｇ、１６Ｈについて、プリント基板１２には、往路通信配線Ａｇｈ、往路通信配線Ｂｇｈが設けられている。
【００４６】
次に、復路通信配線について説明する。図７に示すように、ベースユニットのプリント基板１２には、通信領域２０内において隣り合うスロットコネクタ１６Ｈ、１６Ｇにおける他方端の側のスロットコネクタ１６Ｈの復路受け渡しピンである３番ピンＨ３と、一方端の側のスロットコネクタ１６Ｇの復路受け取りピンである１４番ピンＧ１４と、を接続する復路通信配線Ｃｇｈが設けられている。またプリント基板１２には、他方端の側のスロットコネクタ１６Ｈの復路受け渡しピンである４番ピンＨ４と、一方端の側のスロットコネクタ１６Ｇの復路受け取りピンである１３番ピンＧ１３と、を接続する復路通信配線Ｄｇｈが設けられている。
【００４７】
同様に、隣り合うスロットコネクタ１６Ｅ、１６Ｄについて、プリント基板１２には、復路通信配線Ｃｄｅ、復路通信配線Ｄｄｅが設けられている。同様に、隣り合うスロットコネクタ１６Ｄ、１６Ｃについて、プリント基板１２には、復路通信配線Ｃｃｄ、復路通信配線Ｄｃｄが設けられている。
【００４８】
なお、プリント基板１２には、電源モジュールが実装されるスロットコネクタ１６Ａにおける例えば９番ピンＡ９から電源配線Ｈｖが延ばされ、当該電源配線Ｈｖは、各スロットコネクタの９番ピンに接続されている。従って、スロットコネクタに実装されたモジュールは、９番ピンから電力（Ｖｃｃ）が供給される。またプリント基板には、電源モジュールが実装されるスロットコネクタ１６Ａにおける例えば８番ピンＡ８からアース配線Ｈｇが延ばされ、当該アース配線Ｈｇは、各スロットコネクタの８番ピンに接続されている。従って、スロットコネクタに実装されたモジュールは、８番ピンの電位を基準電位（ＧＮＤ）とする。
【００４９】
また、通信領域２０内において、マスタモジュールが実装されるスロットのスロットコネクタ（この場合、スロットコネクタ１６Ｂとスロットコネクタ１６Ｃ）と、他方端のスロットのスロットコネクタ（この場合、スロットコネクタ１６Ｈ）と、除いたスロットのコネクタ（この場合、スロットコネクタ１６Ｄ〜スロットコネクタ１６Ｇ）において、それぞれのスロットコネクタの近傍には、後述する往路切替手段Ｄａ、Ｄｂ、後述する復路切替手段Ｄｃ、Ｄｄが設けられている。
【００５０】
●［往路切替手段と復路切替手段の配置位置と接続（図８〜図１０）］
次に図８を用いて、往路切替手段Ｄａ、Ｄｂと、復路切替手段Ｄｃ、Ｄｄの、配置位置と接続について説明する。例えば往路切替手段Ｄａ、Ｄｂと、復路切替手段Ｄｃ、Ｄｄは、ＩＣ（集積回路）であり、同一のＩＣが用いられている。
【００５１】
図８に示すように、往路切替手段Ｄａ、Ｄｂ、及び復路切替手段Ｄｃ、Ｄｄは、開放状態と短絡状態とを切り替え可能な往路スイッチ回路、及び復路スイッチ回路であり、電源入力端子Ｖと、入出力端子Ｓ１、Ｓ２と、入力端子ＥＮとを有している。電源入力端子Ｖには、電源モジュールから供給される電源である電源配線Ｈｖが接続されている。すなわち、往路切替手段Ｄａ、Ｄｂ、及び復路切替手段Ｄｃ、Ｄｄは、ベースユニットのプリント基板に設けられた電源配線Ｈｖから電源が供給されている。
【００５２】
また往路切替手段Ｄａ、Ｄｂ、及び復路切替手段Ｄｃ、Ｄｄは、プリント基板１２におけるスロットコネクタ１６Ｄとは反対側（すなわち、裏側）の面にハンダ等にて実装されている。そして往路切替手段Ｄａは１番ピンＤ１（往路受け取りピン）と１６番ピンＤ１６（往路受け渡しピン）との間に実装され、往路切替手段Ｄｂは２番ピンＤ２（往路受け取りピン）と１５番ピンＤ１５（往路受け渡しピン）との間に実装されている。また復路切替手段Ｄｃは１４番ピンＤ１４（復路受け取りピン）と３番ピンＤ３（復路受け渡しピン）との間に実装され、復路切替手段Ｄｄは１３番ピンＤ１３（復路受け取りピン）と４番ピンＤ４（復路受け渡しピン）との間に実装されている。
【００５３】
往路切替手段Ｄａ、Ｄｂ（往路スイッチ回路）、及び復路切替手段Ｄｃ、Ｄｄ（復路スイッチ回路）は、入力端子ＥＮの電位がＬｏｗレベルの場合に短絡状態となり、入力端子ＥＮの電位がＨｉｇｈレベルの場合に開放状態となるスイッチである。また入力端子ＥＮは、抵抗Ｒを介してＧＮＤ（基準電位）に接続されているとともに、例えば１２番ピンＤ１２に接続されている。そして往路切替手段Ｄａの入出力端子Ｓ１は、往路通信配線Ａｃｄが接続された１番ピンＤ１に接続されており、往路切替手段Ｄａの入出力端子Ｓ２は、往路通信配線Ａｄｅが接続された１６番ピンＤ１６に接続されている。同様に、往路切替手段Ｄｂの入出力端子Ｓ１は、往路通信配線Ｂｃｄが接続された２番ピンＤ２に接続されており、往路切替手段Ｄｂの入出力端子Ｓ２は、往路通信配線Ｂｄｅが接続された１５番ピンＤ１５に接続されている。同様に、復路切替手段Ｄｃの入出力端子Ｓ１は、復路通信配線Ｃｃｄが接続された３番ピンＤ３に接続されており、復路切替手段Ｄｃの入出力端子Ｓ２は、復路通信配線Ｃｄｅが接続された１４番ピンＤ１４に接続されている。同様に、復路切替手段Ｄｄの入出力端子Ｓ１は、復路通信配線Ｄｃｄが接続された４番ピンＤ４に接続されており、復路切替手段Ｄｄの入出力端子Ｓ２は、復路通信配線Ｄｄｅが接続された１３番ピンＤ１３に接続されている。
【００５４】
図９に示すように、１２番ピンＤ１２は、スロットコネクタ１６Ｄに対応するスロットにモジュール（図９の例では通信モジュール２４）が実装されている場合は、実装されたモジュールから電力（Ｖｃｃ）（切替信号に相当）が供給されるピンである。つまり、スロットコネクタにモジュールが実装されている場合、往路切替手段Ｄａの入力端子ＥＮには１２番ピンＤ１２から電力（Ｖｃｃ）が入力され、入力端子ＥＮの電位はＨｉｇｈレベルに維持され、往路スイッチ回路は開放状態とされる。従って、図９の例では、通信モジュール２４が実装されているので、１番ピンＤ１と１６番ピンＤ１６は開放されている。このため、実装された通信モジュール２４は、往路通信配線Ａｃｄと１番ピンＤ１を介して一方端の側に実装された最も近いモジュールから情報を受け取る往路通信を行うことが可能であり、１６番ピンＤ１６と往路通信配線Ａｄｅを介して他方端の側に実装された最も近いモジュールへ情報を受け渡す往路通信を行うことが可能である。
【００５５】
また、図１０に示すように、スロットコネクタ１６Ｄに対応するスロットにモジュールが実装されていない場合は、１２番ピンＤ１２には何も入力がない。この場合、往路切替手段Ｄａの入力端子ＥＮは、抵抗Ｒを介してＧＮＤ（基準電位）に接続されているだけであるので、電位はＬｏｗレベルに維持され、往路スイッチ回路は短絡状態とされる。従って、図１０の例では、モジュールが実装されていないので、１番ピンＤ１と１６番ピンＤ１６は短絡されている。このため、往路通信配線Ａｃｄと往路通信配線Ａｄｅが短絡される。
【００５６】
往路切替手段Ｄｂも同様に、スロットコネクタにモジュールが実装されている場合（図９参照）、２番ピンＤ２と１５番ピンＤ１５は開放される。従って、実装された通信モジュール２４は、往路通信配線Ｂｃｄと２番ピンＤ２を介して一方端の側に実装された最も近いモジュールから情報を受け取る往路通信を行うことが可能であり、１５番ピンＤ１５と往路通信配線Ｂｄｅを介して他方端の側に実装された最も近いモジュールへ情報を受け渡す往路通信を行うことが可能である。また、スロットコネクタにモジュールが実装されていない場合（図１０参照）、２番ピンＤ２と１５番ピンＤ１５は短絡され、往路通信配線Ｂｃｄと往路通信配線Ｂｄｅが短絡される。
【００５７】
復路切替手段Ｄｃも同様に、スロットコネクタにモジュールが実装されている場合（図９参照）、１４番ピンＤ１４と３番ピンＤ３は開放される。従って、実装された通信モジュール２４は、復路通信配線Ｃｄｅと１４番ピンＤ１４を介して他方端の側に実装された最も近いモジュールから情報を受け取る復路通信を行うことが可能であり、３番ピンＤ３と復路通信配線Ｃｃｄを介して一方端の側に実装された最も近いモジュールへ情報を受け渡す復路通信を行うことが可能である。また、スロットコネクタにモジュールが実装されていない場合（図１０参照）、１４番ピンＤ１４と３番ピンＤ３は短絡され、復路通信配線Ｃｄｅと復路通信配線Ｃｃｄが短絡される。
【００５８】
復路切替手段Ｄｄも同様に、スロットコネクタにモジュールが実装されている場合（図９参照）、１３番ピンＤ１３と４番ピンＤ４は開放される。従って、実装された通信モジュール２４は、復路通信配線Ｄｄｅと１３番ピンＤ１３を介して他方端の側に実装された最も近いモジュールから情報を受け取る復路通信を行うことが可能であり、４番ピンＤ４と復路通信配線Ｄｃｄを介して一方端の側に実装された最も近いモジュールへ情報を受け渡す復路通信を行うことが可能である。また、スロットコネクタにモジュールが実装されていない場合（図１０参照）、１３番ピンＤ１３と４番ピンＤ４は短絡され、復路通信配線Ｄｄｅと復路通信配線Ｄｃｄが短絡される。
【００５９】
●［本願における往路通信と復路通信の例（図１１〜図１４）］
図１１の例は、通信領域２０内のスロット１３Ｂ、１３ＣにＣＰＵモジュール２２が実装され、スロット１３Ｄに通信モジュール２４が実装され、スロット１３Ｅに入力モジュール２５が実装され、スロット１３Ｆに出力モジュール２６が実装されたプログラマブルコントローラ１の例を示している。図１１の例は、通信領域２０内において、最も一方端の側にＣＰＵモジュール２２（マスタモジュール）を実装し、各モジュールの間に空きスロットが形成されていない場合（一方端の側に詰めている場合）の例を示している。
【００６０】
この場合、往路通信は、ＣＰＵモジュール２２から通信モジュール２４への［１−１］通信にて開始され、通信モジュール２４から入力モジュールへの［１−２］通信、入力モジュール２５から出力モジュール２６への［１−３］通信、が順番に行われる。これにより、通信領域２０内に実装されたモジュールにおいて、一方端の側のモジュールから他方端の側のモジュールへと情報が順番に伝送される。そして出力モジュール２６は、［１−４］通信にて通信相手がいないことを検出して（図１１の例では、スロット１３Ｇは空きスロットなので、図１０に示すようにバイパスされる）、自身が他方端モジュールであると認識する。なお、スレーブモジュールが、自身が最も他方端の側のモジュールであるか否かを判定するための上記の［１−４］通信は、上述したように往路通信の１つとして行ってもよいし、往路通信とは異なる適当なタイミングにて行ってもよい（例えば起動時に１回だけ行うようにしてもよい）。
【００６１】
ここで、図１３、図１４を用いて、他方端モジュールの検知方法の詳細について説明する。図１３、図１４は、図１１における入力モジュール２５の内部構造（往路通信と復路通信に関する構造）、出力モジュール２６の内部構造（往路通信と復路通信に関する構造）、往路通信配線Ａｄｅ、Ａｅｆ、Ａｆｇ、Ａｇｈ、復路通信配線Ｃｇｈ、Ｃｆｇ、Ｃｅｆ、Ｃｄｅの模式図を示している。
【００６２】
図１３、図１４に示すように、入力モジュール２５は、モジュールコネクタ２５Ｃ、ファイ２５Ｅ、２５Ｊ、通信コントローラ２５Ｆ（例えばEtherCATコントローラ）、ループバック制御部２５Ｇ、２５Ｈ等を有している。ファイ２５Ｅ、２５Ｊは、通信コントローラ２５Ｆが扱うデジタルデータをシリアルデータに変換して外部に送信し、外部から受信したシリアルデータをデジタルデータに変換して通信コントローラ２５Ｆに受け渡す。ループバック制御部２５Ｇ、２５Ｈは、例えば通信コントローラ２５Ｆから開放状態または短絡状態とされるスイッチである。通信コントローラ２５Ｆは、ファイ２５Ｅ、２５Ｊを介して往路通信と復路通信を行う。なお、出力モジュール２６も同様に、モジュールコネクタ２６Ｃ、ファイ２６Ｅ、２６Ｊ、通信コントローラ２６Ｆ、ループバック制御部２６Ｇ、２６Ｈ等を有している。
【００６３】
図１３に示すように、入力モジュール２５に搭載されている通信コントローラ２５Ｆは、自身が搭載されている入力モジュール２５の起動時あるいは往路通信による情報の受け渡しの際において、他方端の側のモジュールに、接続確認用（検知用）のデータの送信あるいは往路通信である［１−３］通信を、ファイ２５Ｊを介して実行する。ファイ２５Ｊは、応答が帰ってきた場合は応答されたデータを、応答が帰ってこなかった場合は応答なしに関するデータを、通信コントローラ２５Ｆに受け渡す。そして通信コントローラ２５Ｆは、復路通信配線等から応答が帰ってきた場合（図１３の場合、出力モジュール２６から応答が帰ってくる）、自身が搭載されているモジュールは他方端モジュールでないと判定する。通信コントローラ２５Ｆは、自身が搭載されている入力モジュール２５が他方端モジュールでないと判定している場合、ループバック制御部２５Ｇ、２５Ｈのスイッチを開放状態とする。これにより、往路通信である［１−２］通信にてファイ２５Ｅを介して通信コントローラ２５Ｆに受け取られた情報は、ループバック制御部２６Ｇ、２６Ｈを通ってファイ２５Ｊへと導かれ（図１３中の（Ａ）参照）、ファイ２５Ｊから次のモジュールへと受け渡される。このように通信コントローラ２５Ｆは、往路通信である［１−２］通信にて、往路通信配線Ａｄｅ、スロットコネクタ１６Ｅ、モジュールコネクタ２５Ｃ、ファイ２５Ｅを介して情報を受け取る。そして通信コントローラ２５Ｆは、受け取った情報を、往路通信である［１−３］通信にて、ファイ２５Ｊ、モジュールコネクタ２５Ｃ、スロットコネクタ１６Ｅ、往路通信配線Ａｅｆを介して、他方端の側のモジュール（この場合、出力モジュール２６）に受け渡す。
【００６４】
また図１３に示すように、出力モジュール２６に搭載されている通信コントローラ２６Ｆは、自身が搭載されている出力モジュール２６の起動時あるいは往路通信による情報の受け渡しの際において、他方端の側のモジュールに、接続確認用（検知用）のデータの送信あるいは往路通信である［１−４］通信を、ファイ２６Ｊを介して実行する（図１３中の（１）参照）。ファイ２６Ｊは、応答が帰ってきた場合は応答されたデータを、応答が帰ってこなかった場合は応答なしに関するデータ（図１３中の（２）参照）を、通信コントローラ２６Ｆに受け渡す。そして通信コントローラ２６Ｆは、復路通信配線等から応答が帰ってこない場合（図１３の場合、応答は帰ってこない）、自身が搭載されているモジュールは他方端モジュールであると判定する。通信コントローラ２６Ｆは、自身が搭載されている出力モジュール２６が他方端モジュールであると判定している場合、例えばループバック制御部２６Ｇのスイッチを開放状態にして、ループバック制御部２６Ｈのスイッチを短絡状態とする（図１３中の（３）参照）。これにより、往路通信である［１−３］通信にてファイ２６Ｅを介して通信コントローラ２６Ｆに受け取られた情報は、ループバック制御部２６Ｈによってファイ２６Ｅへと折り返され（図１３中の（Ｂ）参照）、ファイ２６Ｅを介して復路通信である［２−１］通信が実行される。このように通信コントローラ２６Ｆは、往路通信である［１−３］通信にて、往路通信配線Ａｅｆ、スロットコネクタ１６Ｆ、モジュールコネクタ２６Ｃ、ファイ２６Ｅを介して情報を受け取る。そして通信コントローラ２６Ｆは、受け取った情報を、復路通信である［２−１］通信にて、ファイ２６Ｅ、モジュールコネクタ２６Ｃ、スロットコネクタ１６Ｆ、復路通信配線Ｃｅｆを介して、一方端の側のモジュール（この場合、入力モジュール２５）に受け渡す。
【００６５】
なお図１４は、出力モジュール２６から開始された復路通信である［２−１］通信に続いて、入力モジュール２５にて復路通信である［２−２］通信が実行される様子を示している。入力モジュール２５に搭載されている通信コントローラ２５Ｆは、自身が搭載されている入力モジュール２５が他方端モジュールでないと判定しているので、ループバック制御部２５Ｇ、２５Ｈのスイッチを開放状態としている。これにより、復路通信である［２−１］通信にてファイ２５Ｊを介して通信コントローラ２５Ｆに受け取られた情報は、ループバック制御部２５Ｈ、２５Ｇを通ってファイ２５Ｅへと導かれ（図１４中の（Ｃ）参照）、ファイ２５Ｅから次のモジュールへと受け渡される。このように通信コントローラ２５Ｆは、復路通信である［２−１］通信にて、復路通信配線Ｃｅｆ、スロットコネクタ１６Ｅ、モジュールコネクタ２５Ｃ、ファイ２５Ｊを介して情報を受け取る。そして通信コントローラ２５Ｆは、受け取った情報を、復路通信である［２−２］通信にて、ファイ２５Ｅ、モジュールコネクタ２５Ｃ、スロットコネクタ１６Ｅ、復路通信配線Ｃｄｅを介して、一方端の側のモジュールに受け渡す。
【００６６】
上記のように、他方端モジュールであると認識した出力モジュール２６は、復路通信を開始し、自身から入力モジュール２５への［２−１］通信、入力モジュール２５から通信モジュール２４への［２−２］通信、通信モジュール２４からＣＰＵモジュール２２への［２−３］通信、が順番に行われる。これにより、通信領域２０内に実装されたモジュールにおいて、他方端の側のモジュールから一方端の側のモジュールへと情報が順番に伝送される。
【００６７】
図１２の例は、通信領域２０内のスロット１３Ｂ、１３ＣにＣＰＵモジュール２２が実装され、スロット１３Ｄに通信モジュール２４が実装され、スロット１３Ｅに入力モジュール２５が実装され、スロット１３Ｆが空きスロットとされ、スロット１３Ｇに出力モジュール２６が実装されたプログラマブルコントローラ１Ａの例を示している。図１２の例は、通信領域２０内において、最も一方端の側にＣＰＵモジュール２２（マスタモジュール）を実装し、いずれかのモジュールの間に空きスロットが形成されている（この場合、入力モジュール２５と出力モジュール２６との間に空きスロットが形成されている）場合の例を示している。なお、従来では、図１６に示すように、空きスロットを隔てた出力モジュール１２６は往路通信も復路通信も行われなかったが、本願では、空きスロットを隔てた出力モジュール２６は往路通信も復路通信も適切に行われる。
【００６８】
この場合、往路通信は、ＣＰＵモジュール２２から通信モジュール２４への［１−１］通信にて開始され、通信モジュール２４から入力モジュールへの［１−２］通信、入力モジュール２５から出力モジュール２６への［１−３］通信、が順番に行われる。空きスロットであるスロット１３Ｆでは、図１０に示すように、往路通信配線が短絡されるので、［１−３］通信が行われる。これにより、通信領域２０内に実装されたモジュールにおいて、モジュール間に空きスロットが形成されていても、一方端の側のモジュールから他方端の側のモジュールへと情報が順番に伝送される。そして出力モジュール２６は、［１−４］通信にて通信相手がいないことを検出して、自身が他方端モジュールであると認識する。
【００６９】
そして他方端モジュールであると認識した出力モジュール２６は、復路通信を開始し、自身から入力モジュール２５への［２−１］通信、入力モジュール２５から通信モジュール２４への［２−２］通信、通信モジュール２４からＣＰＵモジュール２２への［２−３］通信、が順番に行われる。空きスロットであるスロット１３Ｆでは、図１０に示すように、復路通信配線が短絡されるので、［２−１］通信が行われる。これにより、通信領域２０内に実装されたモジュールにおいて、モジュール間に空きスロットが形成されていても、他方端の側のモジュールから一方端の側のモジュールへと情報が順番に伝送される。
【００７０】
本実施の形態にて説明したプログラマブルコントローラ１、１Ａでは、図７に示す往路通信配線Ａｃｄ−Ａｄｅ−Ａｅｆ−Ａｆｇ−Ａｇｈ、往路通信配線Ｂｃｄ−Ｂｄｅ−Ｂｅｆ−Ｂｆｇ−Ｂｇｈは、プリント基板１２上において直線状に設けられるようにスロットコネクタのピンが選定されている。同様に、図７に示す復路通信配線Ｃｃｄ−Ｃｄｅ−Ｃｅｆ−Ｃｆｇ−Ｃｇｈ、復路通信配線Ｄｃｄ−Ｄｄｅ−Ｄｅｆ−Ｄｆｇ−Ｄｇｈは、プリント基板１２上において直線状に設けられるようにスロットコネクタのピンが選定されている。また、往路切替手段Ｄａ、Ｄｂは、往路受け取りピンと往路受け渡しピンとの間に実装されており、復路切替手段Ｄｃ、Ｄｄは、復路受け取りピンと復路受け渡しピンとの間に実装されている。
【００７１】
このため、図７に示すように、スロットコネクタ１６Ｃの１６番ピンＣ１６からの往路通信の経路は、往路通信配線Ａｃｄ−往路切替手段Ｄａ−往路通信配線Ａｄｅ−往路切替手段Ｅａ−往路通信配線Ａｅｆ−（スロットコネクタ１６Ｆの往路切替手段）−往路通信配線Ａｆｇ−往路切替手段Ｇａ−往路通信配線Ａｇｈとなり、直線状となる。同様に、スロットコネクタ１６Ｃの１５番ピンＣ１５からの往路通信の経路は、往路通信配線Ｂｃｄ−往路切替手段Ｄｂ−往路通信配線Ｂｄｅ−往路切替手段Ｅｂ−往路通信配線Ｂｅｆ−（スロットコネクタ１６Ｆの往路切替手段）−往路通信配線Ｂｆｇ−往路切替手段Ｇｂ−往路通信配線Ｂｇｈとなり、直線状となる。
【００７２】
同様に、スロットコネクタ１６Ｃの１４番ピンＣ１４への復路通信の経路は、復路通信配線Ｃｃｄ−復路切替手段Ｄｃ−復路通信配線Ｃｄｅ−復路切替手段Ｅｃ−復路通信配線Ｃｅｆ−（スロットコネクタ１６Ｆの復路切替手段）−復路通信配線Ｃｆｇ−復路切替手段Ｇｃ−復路通信配線Ｃｇｈとなり、直線状となる。同様に、スロットコネクタ１６Ｃの１３番ピンＣ１３への復路通信の経路は、復路通信配線Ｄｃｄ−復路切替手段Ｄｄ−復路通信配線Ｄｄｅ−復路切替手段Ｅｄ−復路通信配線Ｄｅｆ−（スロットコネクタ１６Ｆの復路切替手段）−復路通信配線Ｄｆｇ−復路切替手段Ｇｄ−復路通信配線Ｄｇｈとなり、直線状となる。
【００７３】
このため、往路通信の経路、復路通信の経路は、すべて直線状であり、かつ、ぼぼ等長とされている。通信配線が屈曲している場合や、並列した通信配線の長さが異なる場合では、信号の反射が発生し易くノイズの要因となり易い。しかし本実施の形態のプログラマブルコントローラでは、通信配線を屈曲させる要因となるスイッチ回路（往路切替手段、復路切替手段）を、プリント基板の反対側の面に配置（かつピンとピンの間に配置）することで、通信配線の直線化を簡単にできる。従って、ノイズ等の影響を回避して、より信頼性の高い往路通信及び復路通信を行うことができる。
【００７４】
本発明のプログラマブルコントローラ１、１Ａは、本実施の形態にて説明した構造、構成、外観、形状等に限定されるものではなく、本発明の要旨を変更しない範囲で種々の変更、追加、削除が可能である。例えばベースユニットのスロットの数や、モジュールの種類等は、本実施の形態にて説明したものに限定されるものではない。
【００７５】
また本実施の形態では、２本の往路通信配線と、２本の復路通信配線を有するプログラマブルコントローラの例を説明したが、１本の往路通信配線と１本の復路通信配線を有するプログラマブルコントローラとしてもよい。
【００７６】
本実施の形態の説明では、往路通信と復路通信を用いる通信の例として、EtherCAT通信を用いて説明したが、EtherCAT通信に限定されるものではなく、本発明は、往路通信と復路通信を有する通信を用いた種々のプログラマブルコントローラに適用可能である。
【符号の説明】
【００７７】
１、１Ａ  プログラマブルコントローラ
１０      ベースユニット
１２      プリント基板
１３Ａ〜１３Ｈ    スロット
１４Ａ〜１４Ｈ    第１取付孔
１５Ａ〜１５Ｈ    第２取付孔
１６Ａ〜１６Ｈ    スロットコネクタ
２０      通信領域
２１      電源モジュール
２１Ｃ、２２Ｃ、２４Ｃ、２５Ｃ、２６Ｃ    モジュールコネクタ
２２      ＣＰＵモジュール（マスタモジュール）
２３      スレーブモジュール
２４      通信モジュール（スレーブモジュール）
２５      入力モジュール（スレーブモジュール）
２６      出力モジュール（スレーブモジュール）
Ａｃｄ、Ａｄｅ、Ａｅｆ、Ａｆｇ、Ａｇｈ    往路通信配線
Ｂｃｄ、Ｂｄｅ、Ｂｅｆ、Ｂｆｇ、Ｂｇｈ    往路通信配線
Ｃｃｄ、Ｃｄｅ、Ｃｅｆ、Ｃｆｇ、Ｃｇｈ    復路通信配線
Ｄｃｄ、Ｄｄｅ、Ｄｅｆ、Ｄｆｇ、Ｄｇｈ    復路通信配線
Ｃ１６、Ｃ１５、Ｄ１６、Ｄ１５、Ｅ１６、Ｅ１５、Ｇ１６、Ｇ１５    往路受け渡しピン
Ｄ１、Ｄ２、Ｅ１、Ｅ２、Ｇ１、Ｇ２、Ｈ１、Ｈ２    往路受け取りピン
Ｈ３、Ｈ４、Ｇ３、Ｇ４、Ｅ３、Ｅ４、Ｄ３、Ｄ４    復路受け渡しピン
Ｇ１４、Ｇ１３、Ｅ１４、Ｅ１３、Ｄ１４、Ｄ１３、Ｃ１４、Ｃ１３    復路受け取りピン
Ｄａ、Ｄｂ、Ｅａ、Ｅｂ、Ｇａ、Ｇｂ    往路切替手段
Ｄｃ、Ｄｄ、Ｅｃ、Ｅｄ、Ｇｃ、Ｇｄ    復路切替手段
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
0006724327.tif 000014
【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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