APDahlen Applications Engineer
PLCは積層されたPCB（プリント基板）によるモジュール構造を採用しています（図1参照）。
- ベース： 電源/I/O用のプリント基板
- 中央部： マイクロコントローラと通信インターフェース（例：Ethernet）を搭載したロジックボード
- 上部： PLCにはディスプレイと押ボタンが搭載される場合があります
図1： カバーを外したPLCの画像、積層状のプリント基板が確認できます。
モジュール構造
多くのOEMは、PLCをファミリ構成で製造しています。これらは、出力タイプ（リレー出力かソリッドステート出力か）や電源仕様（24V DCか120V ACか）といった点で異なります。これらのオプションは通常、ベースとなる電源/I/O 基板に組み込まれています。この構成により、OEMは必要に応じてベース基板を交換するだけで対応でき、その結果、ロジック用PCBや筐体には最小限の変更しか必要としません（あるいは全く変更がありません）。例えば、図2に示すSiemens LOGO!用の電源基板は、24V DCの電源入力、24V DC入力、および4系統のリレー出力を備えています。
図2： PLC回路基板の構成。左が電源/I/O基板、右がロジック基板、中央がHMIです。
感度の高いロジックの絶縁
電源/I/O部は、産業環境におけるさまざまな危険からロジックボードを保護するように設計されています。これは、マイクロコントローラを包み込む繭（コクーン）のような存在です。例えば、図3に示すTexas Instrumentsの Tiva Cマイクロコントローラは、3.3V DCのインターフェースを備えています。一般に、電圧ドメイン間のレベル変換には光アイソレーションが用いられ、同時にガルバニック絶縁を実現することにより、静電気に対する一定の保護を提供します。
修理上の影響
モジュール構造は、PLCを修理する立場にとって大きな利点となります。摩耗したリレーや損傷したI/O用半導体は交換が可能です。また、誤って24V DCバスに120V ACを印加してしまったような場合でも、被害を局所的に抑えることができ、ロジックボードにまで破壊が及ぶのを防げる可能性があります。
この記述を過度に楽観的に解釈しないでください。120V ACを24V DCの電源端子に誤って印加した場合、PLC全体に波及しかねない壊滅的な損傷を引き起こします。
図3： ロジック用プリント基板上のTexas Instruments Tiva Cマイクロコントローラの画像
DigiKeyアプリケーションエンジニアAaron Dahlen（退役米国沿岸警備隊少佐）による記事。 著者プロフィール