新商品・適 用事例紹介
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ネットワーク通信対応

サーボコントローラ「EPX-10」
Servo Controller "EPX-10" Supporting Network Communication
キーワード

パワーマイスター・パワーエクシード・産業 用ネットワーク
EtherNet/IP TM・油圧システム・高精度制御・サーボモータ
油圧ユニット・サーボコントローラ・サーボアンプ

油圧事業部／油圧産機技術部

吉田 圭佑 Keisuke Yoshida
石崎 優 Yutaka Ishizaki

31Components
ネットワーク通信対応 サーボコントローラ「EPX-10」

要 旨

1. はじめに

近年、デジタルネットワーク技術の急速な進歩により、近年、通信技術の急速な発展により、様々な機器を様々な産業分野・産業機械でIT化やIoT対応がすすんでネットワークにつなげる要望や要求が多くなっている。

いる。

NACHIでは、2021年に発売した産業用ネットワーク油圧機器においても、ネットワークへつながるIoT

通信EtherNet/IP TM 対 応の油 圧電磁 比 例 弁用の駆 動アンプERD-PA5D6-EI-D2-101）を皮切りに、機器の対応が求められている。
新製品の「EPX-PD3-EI-D2-10」では、従来のサーボデジタル通信のニーズに応えてきた。

コントローラの特徴を活かしつつ、新規機能の追加やまた、近 年 は 地 球 環 境 問 題 へ の 対 応 の 一 環

ネットワーク通信EtherNet/IP 通信に対応した。

として省エネの要求も高まってきている。これに対して

TM

NACHIでは、ACサーボモーターで直接油圧ポンプをこれにより、さらにサーボコントローラが使いやすくなり、TM駆動し、デジタル制御技 術を駆使して位置・速度・通信によるユーザー母機のIoT化対応を容易にする。

2）3）
圧力を高精度に制御するシステム「パワーマイスター」
を指令線などの配線 工数の削減や、EtherNet/IP提案し、以来各方面から好評を得ている。
本稿では、パワーマイスターに使用されているサーボコントローラEPD-PD3-10-D2-20（以降、「EPD-20」とAbstract記す）に、ネットワーク通信機能や新機能を追加した、新しいサーボコントローラ「EPX-PD3-EI-D2-10」（以降、「EPX-10」と記す）を開発したので紹介する

In recent years, IT implementation and IoT
support are progressing in various industrial
sectors and industrial machines due to the rapid
advancement of digital network technology. In thehydraulic equipment sector, support of IoT devices
connected to the network is called for, as well.
Our new product,“EPX-PD3-EI-D2-10”enables
addition of new functions and supports EtherNet/
IPTM for the network communication while utilizing
the features of the conventional servo controller.
Thus, use of servo controller has become furthereasier. Additionally, it enables reduction of wiring
man-hours for command lines and others, andfacilitation of IoT support for users’
base machines
via EitherNet/IPTM communication.

（図1）
。尚、
「EPX-10」は、本号の「パワーエクシード」にて紹介しているシステムにも使えるコントローラとなっている。

図1 「EPX-PD3-EI-D2-10」

NACHI TECHNICAL REPORT Vol. 41 B532

2. システムの構成「EPX-10」にて構成する「パワーマイスター」と「パワー

2）パワーエクシード

エクシード」の標準システム構成例を紹介する。

「パワーエクシード」の標準システム構成例を図3に示す。

1）パワーマイスター

パワーマイスターとの違いとしては、パワーマイスター用「パワーマイスター」の標準システム構成例を図2に

油圧ユニット（UPS）は、ポンプ容量固定であるが、示 す。
「 パワーマイスター」は 油 圧ユニット（UPS）、パワーエクシード用油圧ユニット（UPW）では電磁比例サーボアンプ（EPA）や今回紹介するサーボコントローラ

容量制御式可変容量ピストンポンプを使用すること（「EPX-10」）などの機器から構成される。機械の制御により、ポンプ容量可変となる。また、ポンプ容量制御は、装置からサーボコントローラ（「EPX-10」）へ動作指令サーボコントローラ「EPX-10」からデジタルコントロール

通信（位置、速度、圧力）を与えると、動作指令に追従

4）
アンプ内蔵DINコネクタEDX-CA2D1-D2-10（以下するようにサーボアンプを介して油圧ユニットを駆動する。

EDXと記す）へ、ポンプ容量設定信号をRS485ベースのサーボコントローラは、各種センサーのフィードバック通信にて与えることにより行なう。

信号を用いて、油圧シリンダーを正確にコントロールする。

尚、パワーエクシードの詳細な特徴や仕様に関しては、位置センサーや圧力センサーを使用することで、位置同号に掲載されている「パワーエクシード」を参照いた制御、速度制御、圧力制御を高精度に扱うことができる

だき、以降の説明ではパワーマイスター、パワーエクシステムである。

シード共通の機能を紹介する。

このシステム構成は従来と同じであり、サーボコント
ローラが「EPX-10」に変更となっている。
位置センサー

パワーマイスター
機械の制御装置（上位コントローラ）

位置センサー信号

サーボコントローラ
EPX-10圧力センサー
EtherNet/IPTM 通信
・動作指令・モニタ情報

圧力センサー信号
圧力センサー
指令信号
油圧動力

配管

油圧シリンダー

エンコーダー
信号
油圧ユニットUPSシリーズ

サーボアンプEPA

図2

パワーマイスターの構成例
位置センサー

パワーエクシード
機械の制御装置（上位コントローラ）

サーボコントローラ
EPX-10

位置センサー信号
油圧配管
圧力センサー

EtherNet/IP 通信
・動作指令・モニタ情報

圧力センサー信号TM

圧力センサー
ポンプ容量変更用信号
指令信号

EDXアンプ

油圧配管
油圧シリンダー動力
エンコーダー
信号
サーボアンプEPA

図3

油圧ユニットUPWシリーズ

パワーエクシードの構成例
33

NACHI TECHNICAL REPORT Vol. 41 B5

Components
ネットワーク通信対応 サーボコントローラ「EPX-10」

3.「 EPX-PD3-EI-D2-10」の特徴
1）産業用ネットワークEtherNet/IP TMに対応
産 業 用ネットワークの 規 格 の 一つにEtherNet/IP があり、シェアをのばしている5）。EtherNet/IPTMのTM信号線はIEEE802.3の標準イーサネット規格に対応上位コントローラしている。したがって、一般的なLANケーブルで母機の図4

上位コントローラとの接続制御機器と接続することで、動作指令の入力や動作状態のモニタをEtherNet/IPTM 通信を介して行なうことができる。
（図4）
このEtherNet/IPTMに対応することで、次の利点を得ることができる。
まずは、配線工数の削減である。従来の配線（図5 a）
では、位置、速度、圧力などの上位機器からの指令入力や、モニタ出力、アラーム出力を行なうために、複数の多数の信号線を1本のLANケーブルに集約信号線を準備する必要がある。使用したい信号が増える

a）従来配線に従い、配線本数も増えるため、配線作業 工数が図5掛かることや作業者の配線ミスなどによるトラブルが発生することがあった。加えて複数のコントローラをPLC使用する場合、配線をその台数分準備する必要がb）「EPX-10」

上位コントローラとの配線例「EPX-10」

その他EtherNet/IPTM 機器「EPX-10」

ERD-20あるため、さらに工数が掛かる作業となっていた。
これに対して、EtherNet/IPTMに対応することで、複数の信号線がLANケーブル1本に集約（図5 b）でき、大幅に配線作業工数を削減することができる。

PLCからの指令線は1本だけで、複数台のEtherNet/IPTM 機器を接続し、モニターや制御可能

また、本機ではデイジーチェーンで配線が可能である（図6）。デイジーチェーンは、PLCからEtherNet/IPTM対応

図6

機器を数珠繋ぎで複数配線する方法であり、複数のEtherNet/IPTM機器への指令線を簡単に配線すること35ができるため、さらに配線作業工数を削減が期待できる。

30

図7は、上位コントローラとの配線時間を、従来の計30 分10秒5分

配線方法とEtherNet/IPTMにて比較したデータである。

本体に接続
配線チェック
コネクタにハンダ付け
配線剥き

25時間（分）EtherNet/IPTMでは市販のLANケーブルを使用するため、配線の作成や配線チェックする時間が大幅に削減され、従来に比べて90%以上の時間を短縮できている。
また、デジタル通信となることにより、ノイズなどによる

2015分

15

作業時間 90%以上 削減

10

影響を抑えることができるほか、位置、速度、圧力、5サーボONなどの指令のほか、圧力や位置情報、アラームの有無やアラームコードなど、従来以上の情報量の送受信が0可能となる。

NACHI TECHNICAL REPORT Vol. 41 B5

デイジーチェーン配線

図7
3410分

計 0.1分

従来の配線時間

EtherNet/IPTMでの配線時間10秒

配線時間比較
（上位コントローラと接続配線するケース）

2）圧力センサー設定
従来コントローラではアナログボリューム（トリマ）を回して圧力センサーの入力調整を行なう必要があった。
コントローラに圧力センサー電圧を入力して、検出結果と従来品「EPX-10」センサー電圧（圧力）を比較しながら、コントローラ上部に調整開始調整開始

無負荷状態でゼロトリマを調整するセンサー仕様と最大使用圧力を入力する取り付けられたアナログボリューム（トリマ）を回して圧力センサーの入力を調整する必要があり、時間を取られていた。加えて、手動での調整となるため、細かい調整には熟練が必要であった。また、コントローラの取り付け場所によっては、取り付け後の調整が困難

指令する圧力を少しずつ上げて再調整圧力を指令する（最初は低い圧力から）となる場合もあった。
（図8）

完了

「EPX-10」では、ユーザーは使用するセンサーの※サーボコントローラに入 力するセンサー以外にあわせる場合は、パラメータで微調整を行なうセンサーの電圧を測定しながらスパントリマを調整する仕様と実際に使う最大の圧力をパラメータとして入力するだけで、設定を完了させることができる。実際にセンサー入力する必要がなく、検出値を見ながら調整を繰り返す必要もないため、立ち上げの工数を大幅に最大使用圧力まで調整完了削減できる。
（図9）
また、検出結果を補正したい場合や、入力しているNOYES

センサーとは別のセンサーの表示にあわせて制御したい
完了

場合も、モニタ値を見ながらパラメータを入力することで、簡単に微調整が可能である。

図9No.

MOD

SET

圧力センサー 2用ゼロトリマ

No.

MOD

圧力センサー 2用スパントリマ

SET

ＶＲ3

ＶＲ4

ＶＲ1

ＶＲ2

CNA

ＶＲ3

ＶＲ4

ＶＲ1

ＶＲ2

CNA

CN2

CN2

TB2

ＲＵＮ
ＴＸ CNB
ＲＸ

ＳＷ1

圧力制御で動かしながら精密ドライバーで調整する微調整には熟練が必要

5
1

TB2

CND

CN4

CN3

CN1

圧力センサー 1用ゼロトリマ

TB1

ＲＵＮ
ＴＸ CNB
ＲＸ

ＳＷ1

CN3

圧力センサー調整フロー

51

圧力センサー 1用スパントリマ
CND

図8

従来コントローラのアナログボリューム
（トリマ）
CN4

35

CN1

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Components
ネットワーク通信対応 サーボコントローラ「EPX-10」

3）シリンダー切り換え機能
新機能であるシリンダー切り換え機能を使用する

従 来品EPD-20で2本のシリンダーを動 作させることで、同時動作が不要な場合は、2本のシリンダーを場合、2台のサーボコントローラ、油圧ユニットが必要で1台のコントローラで制御することが可能になった。接点あったが、新製品「EPX-10」では、同時動作が不要な入力やEtherNet/IPTM通信による指令で、シリンダー1場合、1台のサーボコントローラ、一つの油圧ユニットでとシリンダー 2どちらのシリンダーを使用するか選択

動 作させられるようになるため、立ち上げ、配 線のできる。使用するシリンダー（油圧回路）の切り換えは、手間を減らし、大幅な省スペース化にもつなげられる。

「EPX-10」が出力する切り換え信号に従ってバルブを現在はシリンダー2本までの対応であるが、制御できるシリンダーの本数は今後拡張を予定している。

切り換えることで行なわれる。
（図10）
例えば、材料送り動作とプレス動作を、1台のコントローラで制御することができる。シリンダー 1を指定して指令を入力すると、コントローラは材料送り用シリンダーのパラメータ（シリンダーの受圧面積、制御ゲインなど）を使用して動作する。シリンダーの指定をプレス用のシリンダー2に切り換えるとパラメータが変わり、プレス用シリンダーにあわせた制御を行なう。

コントローラ1台で複数のシリンダーを使用可能

パワーマイスター

シリンダー切り換え信号

位置センサー
圧力センサー
圧力センサー

シリンダー切り換えボックス

圧力センサーは1対油圧シリンダー1

位置センサーポンプ

油圧回路例

油圧シリンダー2
シリンダー1シリンダー2

図10

NACHI TECHNICAL REPORT Vol. 41 B5※複数のシリンダーを同時に動かすことはできません

複数シリンダーでの構成

36

4.「EPX-PD3-EI-D2-10」の仕様
ソフト（図13）で行なうことができる。

表1に仕様と、図11に形式詳細、図12に寸法図を示す。

ユーティリティソフトでは、パラメータ設定の他、試運転や「EPX-10」では、パラメータの設定を、本体の操作各種動作モニタも行なえる。

パネルの他、WindowsOSのPC専用のユーティリティ
表1
項

主仕様一覧

目

仕様「EPX-PD3-EI-D2-10」

電源電圧／消費電力

従来仕様 EPD-PD3-10-D2-20

DC24V±15%/30W以下

使用周囲温度

DC24V±15%/10W以下

0〜+55°C/90%RH以下（結露無き事）通信機能

同様

NEW EtherNet/IP TM、USB

RS232C

シリンダーの位置、速度、圧力制御
制御モード自動切り換え機能

制御内容
指令入力

同様

速度指令

NEW EtherNet/IP TM、アナログ電圧DC±10V

アナログ電圧DC±10V

圧力指令

NEW EtherNet/IP TM、アナログ電圧DC±10V

アナログ電圧DC±10V

位置指令

NEW EtherNet/IP TM、接点入力（4接点）

接点入力（4接点）

NEW センサー用電源供給可能（DC24V）

センサー用電源供給可能（DC5V）

センサー入力圧力センサー

アナログ電圧1〜5V

アナログ電圧0.5〜4.5V

NEW アナログ電流4-20mA
位置センサー

アナログ電圧1〜5V

90°位相差2相パルス（分解能10μm以内）

同様

設定・表示手段NEW EtherNet/IP TM、操作パネル、パソコン接続 操作パネル、パソコン接続

トリマ調整（圧力センサー入力調整）

NEW デジタルボリュームによるデジタル設定

物理ボリュームによる調整

海外安全規格NEW CE対応無し

従来配線コネクタとの互換互換無し−サイズ（D×W×H）

54.5×82×190

80×55×190

EPX −PD3− EI − D2 − 10
デザインナンバー
電源符号：DC24V電源

取付：パネル取付
アナログ指令：３入力

CNT3SW1

サーボコントローラEPX

ＲＵＮＴＸ
ＲＸ

形式
（EI付がEtherNet/IP TM 対応品）

MOD

SET

SERVO CONTROLLER

MODEL
MFG.No.

21Y0(1.00.00)

NACHI-FUJIKOSHI CORP.
CN3182190

MADE IN JAPAN

4

図11（64.7）
54.5

CNV

オプション：EtherNet/IP

82
41

TM

1.22-φ4.5150（Wiring space）

EtherNet/IP TM用
RJ-45コネクタ×2

図13

EPXユーティリティソフト

図12 「EPX-PD3-EI-D2-10」の取付寸法

37

NACHI TECHNICAL REPORT Vol. 41 B5

Components
ネットワーク通信対応 サーボコントローラ「EPX-10」

5. おわりに
今後産業 機械の自動化、無人化、DX対応などネットワーク通信が必要となる要望が増えていくと考えられる。
「EPX-10」は、そのような要望に対応できる製品であると考えている。
ネットワークに接続することによって、デジタル通信ができるだけではなく、遠 方からの動 作チェックや、得られた動 作データを利用して、油 圧機 器の異常検出に応用できる。
このように、さらに扱いやすくなった「EPX-10」によって、これまで油圧が採用されていない機器にも「パワーマイスター」や「パワーエクシード」を提案し、お客様装置の作業工数削減やトラブル抑制、機械のIoT化やFA化に貢献していきたい。

用語解説
EtherNet/IPTMは、ODVAの登録商標または商標。

参考文献
１）前原 貴裕：産業用ネットワークEtherNet/IP TM 対応電磁比例弁用デジタルコントロールアンプ「ERD-20」NACHI TECHNICAL REPORT Vol.39
２）久保 光生・山田 健治：省エネ・高精度なコンパクト油圧システム「パワーマイスター」
NACHI TECHNICAL REPORT Vol.1
３）高嶋 明・久保 光生：さらに省エネ・コンパクトになった油圧システム「パワーマイスター」
NACHI TECHNICAL REPORT Vol.27４）海老原 康晶：電磁比例弁用デジタルコントロールアンプ内蔵
DINコネクタ「EDX-10」
NACHI TECHNICAL REPORT Vol.40５）HMS株式会社:
産業用ネットワーク市場シェア動向 2023（HMS Networks 統計）
https://www.hms-networks.com

NACHI TECHNICAL REPORT Vol. 41 B538