JP2001202109A - プログラマブルコントローラ - Google Patents
プログラマブルコントローラInfo
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- G05B2219/00—Program-control systems
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Abstract
ることなく出力回路の過電流保護を実現可能としたプロ
グラマブルコントローラを提供する。 【解決手段】出力トランジスタ回路に過電流検出用抵抗
器をもうけ過電流検出回路にて基準電圧と比較し過電流
を判断し過電流時には過電流表示回路を動作させ、また
出力トランジスタ回路のベース電流を制御して出力回路
の過電流保護を行なう。
Description
電流保護を汎用部品を用いて簡潔な回路構成によって実
現するプログラマブルコントローラに関する。
いて説明する。図2はケルビン端子を使用した従来のプ
ログラマブルコントローラの出力回路の過電流検出回路
を示す。
タ端子、2は出力端子、3は過電流検出のためのケルビ
ン端子、4は過電流検出用抵抗器、5はベース端子、6
は負荷である。まず、ベース端子5に出力回路を動作さ
せる電流が流れるとコレクタ端子1から出力端子2へ出力
電流が流れる。負荷6が何等かの要因、たとえば短絡、
により低抵抗となったとする。この出力回路では最大出
力電流が1Aまでに設定されているため、それ以上の電
流が流れると過電流となり出力回路が破壊される恐れが
ある。出力端子2に接続されている負荷6も過電流で破
壊に至ってしまう恐れがある。これを防止するために、
過電流検出端子3に発生する電圧を検出して過電流に至
る前にベース端子5に流れる電流を遮断し、出力回路を
遮断するようにすることにより負荷6を過電流から保護
することが行われていた。
力端子2に過電流が流れている状態を確認するのは容易
でない。負荷6に対して直列に電流計を実装して確認す
る方法も考えられるが、構成は複雑となり、過電流が発
生してからでは実装することが困難である。また従来装
置ではこの様な回路を1つの専用ICにまとめた部品を
使用しており、その価格が非常に高価である上に,IC
に流せる最大出力電流が固定されているためその最大出
力電流以上の回路には使用できない不便がある。
コントローラでは、その出力回路部部に過電流検出機能
付の専用ICを使用しているため高価なものとなり勝ち
であるうえ、使い勝手の良くないものとなっていた。本
発明の目的は、汎用部品の組み合わせにより、コストア
ップすることなく出力回路の過電流保護を実現可能とし
たプログラマブルコントローラを提供することにある。
ル、CPUモジュール、入力モジュール、および出力モジ
ュールを有するプログラマブルコントローラにおいて、
出力モジュールに設けられた出力回路部、その出力回路
部の通電電流を検出する電流検出部、検出電流値が所定
値をこえたときに上記出力回路部に遮断信号を供給する
過電流制御回路部、上記遮断信号に同期して作動しうる
過電流表示部を有し,上記出力回路部が過電流時に過電
流を遮断し、上記過電流表示部に過電流遮断を表示する
ことを特長とする。
ュール、入力モジュール、および出力モジュールを有す
るプログラマブルコントローラにおいて、出力モジュー
ルに設けられた出力トランジスタ、その出力トランジス
タの負荷電流路に設けられた電流検出部、所定電圧とそ
の電流検出部電圧とを比較する比較回路、上記出力トラ
ンジスタへの導通指示信号の存在時に上記比較回路が出
力を生じたときに上記出力トランジスタの導通を遮断す
る制御回路、および上記制御回路に接続され,上記出力
トランジスタの導通遮断を表示する過電流表示部を備え
たことを特長とする。
図面を用いて具体的に説明する。
構成を概略的に示すものである。実装ベース103に電
源モジュール100、CPUモジュール101、複数個の
入力/出力モジュール102が取り付けられる。CPUモジ
ュール101においてユーザプログラムの内容に従って
入力モジュールから入力を取り込み、所要な演算を行
い,出力モジュールへの出力を制御するように構成され
ている。
回路部分を示す。導通入力信号15に入力電流が流れる
とフリップフロップ回路要素から構成されるラッチ回路
10の出力端子10aから出力力トランジスタ14のベ
ース端子17へベース電流が流れる。負荷電流18(I
C)が流れると負荷8が動作する。負荷電流18は過電
流検出抵抗器7を流れて出力トランジスタ14のコレク
タCエミッタEへ流れるが、その時に過電流検出抵抗器7
の両端に電圧22(VC)が発生する。これを比較器12
で基準電圧13(Vref)と比較し過電流を検出する。
を示す。出力トランジスタ14のベースBとエミッタE間
電圧VBEは図3に示す様に負荷電流18の電流値に関係
なく0.2〜0.4Vとほぼ一定である。比較器12の
プラス端子に加えられる電圧値は(VC+VBE)である
が、VBEの変動幅は過電流検出時のVC値に比較して無視
できるほど小さな値である。オームの法則により抵抗値
が一定であればその抵抗器に流れる電流はその抵抗器の
両端に発生する電圧に比例するのでこれを利用し検出す
る。過電流検出抵抗器7の抵抗値を一定にし図3の過電
流検出電圧21を設定する。過電流の原因の多くは負荷
の短絡事故などであるので、そのようなときに最大負荷
電流より少し大きくかつ出力トランジスタ14の最大ピ
ーク電流を超えない範囲になるように過電流検出抵抗器
7の抵抗値を設定すると出力トランジスタの保護を行う
ことが出来る。
よりも大きな電圧22(VC)が過電流検出抵抗器7の両
端に発生すると比較器12の出力がONしANDゲート
11の出力がOFFしてラッチ回路10の出力がOFF
する。ラッチ回路の出力端子10aの出力はOFFし、出力
トランジスタ14のベース電流がOFFするので負荷電
流18は流れなくなる。ここで負荷8の過電流原因,例
えば短絡故障、が除去されれば過電流検出抵抗器7の両
端に発生する電圧22の方が基準電圧13より小さくな
る。比較器12の出力がOFFしAND回路11はONしセ
ット端子10sに出力信号を送る。ラッチ回路10の出
力がONするためベース電流が出力トランジスタ14へ
流れて自動的に復帰する。しかし、負荷8の過電流原因
が除去されないと過電流検出抵抗器7の両端に発生する
電圧22の方が引き続き基準電圧13より大きくなる。
比較器12の出力がONしつずけてラッチ回路10の出
力がOFFのままとなり、入力信号15がONの状態で
も出力トランジスタ14のベース電流が流れないため出
力トランジスタ14は遮断状態を保ち,ONすることは
ない。
と同時にラッチ回路の出力端子10bに出力が生じ、過
電流表示素子LED9を点灯させる。このことによりユ
ーザーに過電流により出力トランジスタが遮断されたこ
とを表示し、必要な処置を促すことができる。
力トランジスタ17のベース間に所定時間の信号の継続
を判定する時定数回路要素を挿入することもできる。こ
れにより、過電流が所定時間継続したときにはじめて出
力トランジスタをOFFするようにする。同様に出力端子
10bにも時定数回路要素を挿入してもよい。
が流れているときでかつ、過電流原因が除去されないと
きでかつ入力信号がONの状態の時に自動的に出力トラ
ンジスタをOFFして、同時に過電流状態であることを
ユーザーに表示することができる。場合によっては、ま
ず過電流表示を行い,過電流原因の除去処置を行い,そ
の後に状況に応じて出力トランジスタを導通、または遮
断するようにすることも出来る。
する電流値をさらに細かく検出するための回路である。
過電流検出抵抗器23は0.01Ω単位の抵抗器と並列
にスイッチ23−A、過電流検出抵抗器24は0.1Ω
単位の抵抗器と並列にスイッチ24−A、過電流検出抵
抗器25は1Ω単位の抵抗器と並列にスイッチ25−
A、をそれぞれ直列に接続する。これら0.01Ω単
位、0.1Ω単位、および1Ω単位の抵抗器およびスイ
ッチをそれぞれ複数個用いることが出来る。スイッチ2
3−Aと24−A及びスイッチ25−Aを適宜てON、
OFFすることにより合成抵抗は0.01Ω単位で設定す
ることが出来る。したがって過電流検出値もきわめて高
精度に設定できる。
るときでかつ、入力信号がONの状態の時に自動的に出
力トランジスタをOFFして、同時に過電流状態である
ことをユーザーに表示することができる。
他の実施形態を示す図である。
である。
Claims (2)
- 【請求項1】電源モジュール、CPUモジュール、入力モ
ジュール、および出力モジュールを有するプログラマブ
ルコントローラにおいて、出力モジュールに設けられた
出力回路部、その出力回路部の通電電流を検出する電流
検出部、検出電流値が所定値をこえたときに上記出力回
路部に遮断信号を供給する過電流制御回路部、上記遮断
信号に同期して作動しうる過電流表示部を有し,上記出
力回路部が過電流時に過電流を遮断し、上記過電流表示
部に過電流遮断を表示することを特長とするプログラマ
ブルコントローラ。 - 【請求項2】電源モジュール、CPUモジュール、入力モ
ジュール、および出力モジュールを有するプログラマブ
ルコントローラにおいて、出力モジュールに設けられた
出力トランジスタ、その出力トランジスタの負荷電流路
に設けられた電流検出部、所定電圧とその電流検出部電
圧とを比較する比較回路、上記出力トランジスタへの導
通指示信号の存在時に上記比較回路が出力を生じたとき
に上記出力トランジスタの導通を遮断する制御回路、お
よび上記制御回路に接続され,上記出力トランジスタの
導通遮断を表示する過電流表示部を備えたことを特長と
するプログラマブルコントローラ。
Priority Applications (4)
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