JP2001211566A - Power-source changeover circuit for output load of slave for actuator and sensor interface - Google Patents
Power-source changeover circuit for output load of slave for actuator and sensor interfaceInfo
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】この発明は、プロセス入出力
機器として用いられるアクチュエータ,センサおよび負
荷等に対してインターフェースを司るアクチュエータ,
センサインターフェース回路(以下、ASiとも略記す
る)用スレーブにおける出力負荷用電源の供給切り換え
回路に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an actuator for controlling an interface for an actuator, a sensor, a load, and the like used as a process input / output device.
The present invention relates to an output load power supply switching circuit in a sensor interface circuit (hereinafter abbreviated as ASi) slave.
【0002】[0002]
【従来の技術】ASiはEN規格(EN50295)で
規定されたビットレベルの信号を取り扱うネットワーク
で、フィールドネットワークの中で最下位層に位置す
る。図4にASiのネットワーク構成例を示す。上位に
マスタ2があり、このマスタ2から通信と電源を兼用し
た2本の電線が延びている(ASi+,ASi−)。A
Si+とASi−には、通信信号を減衰させないための
デカップリング回路とDC30V電源を内蔵したASi
専用電源3が接続される。4はDC24Vの電源であ
る。スレーブ11〜14はここでは4台示すが、最大で
31台接続可能である。2. Description of the Related Art ASi is a network that handles bit-level signals defined by the EN standard (EN50295), and is located at the lowest layer in a field network. FIG. 4 shows an example of an ASi network configuration. There is a master 2 on the upper level, and two electric wires which serve both as communication and power supply extend from this master 2 (ASi +, ASi-). A
ASi + and ASi- have a decoupling circuit for preventing communication signals from attenuating and an ASi
A dedicated power supply 3 is connected. Reference numeral 4 denotes a 24 V DC power supply. Although four slaves 11 to 14 are shown here, a maximum of 31 slaves can be connected.
【0003】スレーブ11〜14としては、負荷を制御
するための出力のみを持ったもの(スレーブ11)、セ
ンサまたはアクチュエータの信号を取り入れる入力のみ
を持ったもの(スレーブ14)、または出力および入力
の両方を持ったもの(スレーブ12,13)等の種類が
ある。また、出力を持ったスレーブに対しては、負荷を
動作させるためDC電源4を接続するようにしたもの
(スレーブ11,12)と、負荷を動作させるための電
源もASi電源3からとるようにしたものとがある(ス
レーブ13)。マスタ2はプログラマブルコントローラ
(PLC)と組み合わされており、センサおよびアクチ
ュエータの入力に対して要求される負荷の動作をさせる
ため、マスタ2で必要なプログラムを組み、動作の制御
をするようにしている。The slaves 11 to 14 have only an output for controlling a load (slave 11), have only an input for receiving a signal of a sensor or an actuator (slave 14), or have an output and an input. There are types such as those having both (slaves 12, 13). For the slave having an output, a DC power supply 4 is connected to operate the load (slaves 11 and 12), and a power supply for operating the load is also taken from the ASi power supply 3. (Slave 13). The master 2 is combined with a programmable controller (PLC), and in order to operate a load required for input of a sensor and an actuator, a program necessary for the master 2 is set and the operation is controlled. .
【0004】図5にスレーブの従来例を示す。これは、
負荷7(X)を動作させるための電源もASi電源から
取るようにしたもので、ASi+側は逆接続防止用のダ
イオードD1を通して、ASiスレーブ用のASICを
含むスレーブ主回路1AおよびコイルL1に接続され
る。また、ASi−側はスレーブ主回路1Aおよびコイ
ルL2に接続される。コイルL1とL2間にはコンデン
サC1が接続され、これらコイルとコンデンサによりフ
ィルターをかけ、以降の回路に信号がのらないようにし
ている。FIG. 5 shows a conventional example of a slave. this is,
The power supply for operating the load 7 (X) is also taken from the ASi power supply, and the ASi + side is connected to the slave main circuit 1A including the ASi slave ASIC and the coil L1 through the diode D1 for preventing reverse connection. Is done. The ASi- side is connected to the slave main circuit 1A and the coil L2. A capacitor C1 is connected between the coils L1 and L2, and a filter is applied by these coils and the capacitor so that no signal is applied to the subsequent circuits.
【0005】スレーブ主回路1Aからの出力信号はフォ
トカプラPCを介して出力トランジスタT1のベースに
伝えられる。負荷7は出力トランジスタT1のコレクタ
とコイルL1を通したASi+側に接続し、スレーブ主
回路1Aからの出力信号で出力トランジスタT1がオン
したとき、ASi電源から負荷7に電圧が供給され、オ
ンするようになっている。また、センサ8を入力とする
場合も、ASi電源から電圧が供給されるようになって
いる。図6は負荷7を動作させるための電源を、外部補
助電源9(V)から供給するもので、その他は図5と同
様なので説明は省略する。[0005] The output signal from the slave main circuit 1A is transmitted to the base of the output transistor T1 via the photocoupler PC. The load 7 is connected to the collector of the output transistor T1 and to the ASi + side through the coil L1, and when the output transistor T1 is turned on by an output signal from the slave main circuit 1A, a voltage is supplied from the ASi power supply to the load 7 and turned on. It has become. Also, when the sensor 8 is used as an input, a voltage is supplied from an ASi power supply. FIG. 6 supplies power for operating the load 7 from the external auxiliary power supply 9 (V).
【0006】[0006]
【発明が解決しようとする課題】上記のように、負荷へ
の電源供給方法として、従来はASi電源から供給する
ものと、外部補助電源9(V)から供給するものとの2
種類がある。ASi電源から供給するものは、外部補助
電源を接続する必要がないため、配線が簡単であると言
う利点がある。しかし、ASi電源から供給するため、
ASi電源容量と負荷電流を考慮してスレーブ接続台数
を決定しなければならない。すなわち、スレーブ接続台
数の制限を受けると言う問題がある。As described above, there are two methods of supplying power to a load: a conventional method for supplying power from an ASi power supply and a method for supplying power from an external auxiliary power supply 9 (V).
There are types. The one supplied from the ASi power supply has the advantage that the wiring is simple because there is no need to connect an external auxiliary power supply. However, because it is supplied from the ASi power supply,
The number of connected slaves must be determined in consideration of the ASi power supply capacity and the load current. That is, there is a problem that the number of connected slaves is limited.
【0007】一方、外部補助電源9(V)から供給する
ものは、外部補助電源を接続しなければならない反面、
負荷には外部補助電源から電源を供給できるため、負荷
電流を考慮することなくスレーブを接続できると言う利
点がある。つまり、従来は使用方法にあわせてどちらの
スレーブを使用するかを決めていたため、2種類のスレ
ーブを準備する必要がある。したがって、この発明の課
題は1種類のスレーブだけで対処できるようにし、イン
タフェースを容易にすることにある。On the other hand, the power supplied from the external auxiliary power supply 9 (V) must be connected to the external auxiliary power supply,
Since the power can be supplied to the load from the external auxiliary power supply, there is an advantage that the slave can be connected without considering the load current. That is, conventionally, which slave is used is determined according to the method of use, so it is necessary to prepare two types of slaves. Therefore, an object of the present invention is to make it possible to cope with only one kind of slave and to make the interface easy.
【0008】[0008]
【課題を解決するための手段】このような課題を解決す
るため、請求項1の発明では、スレーブ主回路を有し、
アクチュエータ,センサおよび負荷を含む入出力機器と
のインタフェースを司るアクチュエータ,センサインタ
フェース回路(ASi)から電源を供給されるスレーブ
に対し、一端がASi電源の+側に接続された第1コイ
ルの他端には第1スイッチの一端と入力機器の+側電源
端子とを接続し、一端がASi電源の−側に接続された
第2コイルの他端には第2スイッチの一端と入力機器の
−側電源端子とを接続し、前記第1スイッチの他端は負
荷の一端を接続する+側端子に接続し、前記第2スイッ
チの他端には前記スレーブ主回路からの出力に応動する
出力トランジスタのエミッタを接続し、この出力トラン
ジスタのコレクタは前記負荷の他端に接続し、さらに、
出力トランジスタのベースはそのエミッタに対して抵抗
を介して接続し、かつ、前記第1,第2スイッチが開い
ているときは、この第2スイッチの他端と出力トランジ
スタのエミッタとの接続端と、前記負荷を接続する+側
端子との間に外部補助電源を接続することを特徴とす
る。In order to solve such a problem, the invention according to claim 1 has a slave main circuit,
The other end of the first coil, one end of which is connected to the positive side of the ASi power supply, for the actuator which controls the interface with the input / output device including the actuator, the sensor and the load, and the slave which is supplied with power from the sensor interface circuit (ASi). Is connected to one end of the first switch and the + side power supply terminal of the input device. One end of the second coil is connected at one end to the negative side of the ASi power supply. The other end of the first switch is connected to a positive terminal that connects one end of a load, and the other end of the second switch is connected to an output transistor that responds to an output from the slave main circuit. An emitter is connected, a collector of the output transistor is connected to the other end of the load, and
The base of the output transistor is connected to the emitter via a resistor, and when the first and second switches are open, the connection between the other end of the second switch and the emitter of the output transistor is connected. An external auxiliary power supply is connected between the positive terminal and the load.
【0009】請求項2の発明では、スレーブ主回路を有
し、アクチュエータ,センサおよび負荷を含む入出力機
器とのインタフェースを司るアクチュエータ,センサイ
ンタフェース回路(ASi)から電源を供給されるスレ
ーブに対し、一端がASi電源の+側に接続された第1
コイルの他端には第1抵抗の一端とトランジスタのコレ
クタと入力機器の+側電源端子とを接続し、このトラン
ジスタのベースには前記第1抵抗の他端とツェナーダイ
オードのカソードとを接続し、前記トランジスタのエミ
ッタにはダイオードのアノードを接続し、このダイオー
ドのカソードは負荷の一端を接続する+側端子に接続
し、前記ツェナーダイオードのアノードにはスイッチの
一端と前記スレーブ主回路からの出力に応動する出力ト
ランジスタのエミッタとを接続し、このスイッチの他端
には一端がASi電源の−側に接続された第2コイルの
他端と前記入力機器の−側電源端子とを接続し、また、
前記出力トランジスタのコレクタは前記負荷の他端に接
続し、さらに、出力トランジスタのベースはそのエミッ
タに対して第2抵抗を介して接続し、かつ、前記スイッ
チが開いているときは、前記スイッチの一端と出力トラ
ンジスタのエミッタとの接続端と、前記負荷を接続する
+側端子との間に外部補助電源を接続することを特徴と
する。According to the second aspect of the present invention, an actuator having a slave main circuit, which controls an interface with an input / output device including an actuator, a sensor, and a load, and a slave supplied with power from a sensor interface circuit (ASi), A first terminal whose one end is connected to the positive side of the ASi power supply
The other end of the coil is connected to one end of a first resistor, the collector of a transistor and the + power supply terminal of the input device, and the base of this transistor is connected to the other end of the first resistor and the cathode of a Zener diode. An anode of the diode is connected to the emitter of the transistor, a cathode of the diode is connected to a positive terminal connecting one end of a load, and an anode of the Zener diode is connected to one end of a switch and an output from the slave main circuit. The other end of the switch is connected to the other end of the second coil, the other end of which is connected to the negative side of the ASi power supply, and the other end of the switch is connected to the negative side power supply terminal of the input device. Also,
The collector of the output transistor is connected to the other end of the load, and the base of the output transistor is connected to the emitter via a second resistor, and when the switch is open, the output of the switch is closed. An external auxiliary power supply is connected between a connection end between one end and the emitter of the output transistor and a + terminal connecting the load.
【0010】[0010]
【発明の実施の形態】図1はこの発明の第1の実施の形
態を示す構成図である。図示のようにスイッチSW1,
SW2を設け、これをオフすると出力トランジスタT1
はASi電源から切り離された状態となるので、このと
きは端子A5,A6間に外部補助電源9(V)を印加す
る。この状態でスレーブ主回路1Aからの出力信号でフ
ォトカプラPCがオンすると、出力トランジスタT1の
ベースに電流が流れ、これがオンとなる。これにより、
負荷7(X)には外部補助電源9から電源が供給され
る。FIG. 1 is a block diagram showing a first embodiment of the present invention. As shown in FIG.
SW2 is provided, and when it is turned off, the output transistor T1
Is disconnected from the ASi power supply, and at this time, an external auxiliary power supply 9 (V) is applied between the terminals A5 and A6. In this state, when the photocoupler PC is turned on by an output signal from the slave main circuit 1A, a current flows to the base of the output transistor T1, and this is turned on. This allows
The load 7 (X) is supplied with power from an external auxiliary power supply 9.
【0011】一方、スイッチSW1,SW2がオンする
と、負荷接続端子A5はASi電源の+側に接続された
コイルL1に、また、出力トランジスタT1のエミッタ
がASi電源の−側に接続されたコイルL2に接続され
る。このとき、外部補助電源9は接続しない。したがっ
て、負荷7にはASi電源から電源が供給されるように
なる。このように、スイッチSW1,SW2をオンとす
るかオフとするかで、負荷7への供給電源を外部補助電
源とするか、ASi電源にするかの切り換えをすること
ができる。On the other hand, when the switches SW1 and SW2 are turned on, the load connection terminal A5 is connected to the coil L1 connected to the positive side of the ASi power supply, and the emitter of the output transistor T1 is connected to the coil L2 connected to the negative side of the ASi power supply. Connected to. At this time, the external auxiliary power supply 9 is not connected. Therefore, the load 7 is supplied with power from the ASi power supply. As described above, whether the power supply to the load 7 is the external auxiliary power supply or the ASi power supply can be switched depending on whether the switches SW1 and SW2 are turned on or off.
【0012】図2はこの発明の第2の実施の形態を示す
構成図である。これは、図1に示すものに対し、スイッ
チをSW1のみとした点、コイルL1,L2の間にトラ
ンジスタT2とツェナーダイオードZD1から構成され
る直列形の定電圧回路を設けた点が特徴である。D1
は、逆電圧防止用ダイオードである。ここで、スイッチ
SW1をオフすると、ツェナーダイオードZD1のアノ
ードがASi電源の−側に接続されたコイルL2から切
り離されるため、上記定電圧回路は機能せずトランジス
タT2はオフである。このとき、端子A5,A6間には
外部補助電源9(V)が印加される。この状態で、スレ
ーブ主回路1Aからの出力信号でフォトカプラPCがオ
ンすると、出力トランジスタT1のベースに電流が流
れ、これがオンとなる。これにより、負荷7には外部補
助電源9から電源が供給される。FIG. 2 is a configuration diagram showing a second embodiment of the present invention. This is characterized in that the switch shown in FIG. 1 is changed to SW1 only, and a series-type constant voltage circuit including a transistor T2 and a Zener diode ZD1 is provided between the coils L1 and L2. . D1
Is a reverse voltage prevention diode. Here, when the switch SW1 is turned off, the anode of the Zener diode ZD1 is disconnected from the coil L2 connected to the negative side of the ASi power supply, so that the constant voltage circuit does not function and the transistor T2 is off. At this time, an external auxiliary power supply 9 (V) is applied between the terminals A5 and A6. In this state, when the photocoupler PC is turned on by the output signal from the slave main circuit 1A, a current flows to the base of the output transistor T1, and this is turned on. As a result, power is supplied to the load 7 from the external auxiliary power supply 9.
【0013】一方、外部補助電源9を接続しない状態で
スイッチSW1をオンすると、上記定電圧回路が機能
し、端子A5,A6間の電圧V5,6は、 V5,6=VZD−VBE−VD となる。なお、VZDはツェナー電圧、VBEはトランジス
タT2のベース・エミッタ間電圧、VDはダイオードD
2の順方向電圧である。したがって、負荷7にはASi
電源からV5,6の電圧が供給されるようになる。よっ
て、スイッチSW1をオンとするかオフとするかで、負
荷7への供給電源を外部補助電源とするか、ASi電源
にするかの切り換えをすることができる。Meanwhile, when turning on the switch SW1 without connecting an external auxiliary power supply 9, the constant voltage circuit is functioning, the voltage V 5, 6 between the terminals A5, A6 is, V 5,6 = V ZD -V the bE -V D. Here , V ZD is the Zener voltage, V BE is the base-emitter voltage of the transistor T2, and V D is the diode D
2 is the forward voltage. Therefore, the load 7
The voltage of V5,6 is supplied from the power supply. Therefore, depending on whether the switch SW1 is turned on or off, the power supply to the load 7 can be switched between the external auxiliary power supply and the ASi power supply.
【0014】図3に図2の変形例を示す。これは、スイ
ッチSW1をASi電源の+側に接続されたコイルL1
の方に接続したもので、機能的には図2と全く同じなの
で、説明は省略する。FIG. 3 shows a modification of FIG. This is because the switch SW1 is connected to the coil L1 connected to the positive side of the ASi power supply.
2 and the function is exactly the same as that of FIG. 2, and the description is omitted.
【0015】[0015]
【発明の効果】この発明によれば、スイッチを設けて負
荷への電源供給源を切り換えられるようにしたので、1
種類のスレーブだけで対処でき、生産性が向上し、対処
(インタフェース)が容易になるという利点が得られ
る。According to the present invention, a switch is provided so that a power supply source to a load can be switched.
It is possible to cope with only the slaves of the type, and the advantage that productivity is improved and coping (interface) becomes easy is obtained.
【図1】この発明の第1の実施の形態を示す構成図であ
る。FIG. 1 is a configuration diagram showing a first embodiment of the present invention.
【図2】この発明の第2の実施の形態を示す構成図であ
る。FIG. 2 is a configuration diagram showing a second embodiment of the present invention.
【図3】第2の変形例を示す構成図である。FIG. 3 is a configuration diagram showing a second modification.
【図4】ASiネットワーク構成例を示す構成図であ
る。FIG. 4 is a configuration diagram illustrating an example of an ASi network configuration.
【図5】スレーブの第1の従来例を示す構成図である。FIG. 5 is a configuration diagram showing a first conventional example of a slave.
【図6】スレーブの第2の従来例を示す構成図である。FIG. 6 is a configuration diagram showing a second conventional example of a slave.
1,11,12,13,14…スレーブ、1A…スレー
ブ主回路、2…マスタ、3…ASi電源、4…DC電
源、51,52,53,54…入出力機器、7…負荷
(X)、8…センサ、9…外部補助電源(V)、L1,
L2…コイル、C1…コンデンサ、R1,R2,R3…
抵抗、T1,T2…トランジスタ、PC…フォトカプ
ラ、ZD1…ツェナーダイオード、D1,D2…ダイオ
ード、SW1,SW2…スイッチ。1, 11, 12, 13, 14 ... slave, 1A ... slave main circuit, 2 ... master, 3 ... ASi power supply, 4 ... DC power supply, 51, 52, 53, 54 ... input / output equipment, 7 ... load (X) , 8: sensor, 9: external auxiliary power supply (V), L1,
L2: coil, C1: capacitor, R1, R2, R3 ...
Resistance, T1, T2: transistor, PC: photocoupler, ZD1: Zener diode, D1, D2: diode, SW1, SW2: switch.
Claims (2)
タ,センサおよび負荷を含む入出力機器とのインタフェ
ースを司るアクチュエータ,センサインタフェース回路
(ASi)から電源を供給されるスレーブに対し、 一端がASi電源の+側に接続された第1コイルの他端
には第1スイッチの一端と入力機器の+側電源端子とを
接続し、一端がASi電源の−側に接続された第2コイ
ルの他端には第2スイッチの一端と入力機器の−側電源
端子とを接続し、前記第1スイッチの他端は負荷の一端
を接続する+側端子に接続し、前記第2スイッチの他端
には前記スレーブ主回路からの出力に応動する出力トラ
ンジスタのエミッタを接続し、この出力トランジスタの
コレクタは前記負荷の他端に接続し、さらに、出力トラ
ンジスタのベースはそのエミッタに対して抵抗を介して
接続し、かつ、前記第1,第2スイッチが開いていると
きは、この第2スイッチの他端と出力トランジスタのエ
ミッタとの接続端と、前記負荷を接続する+側端子との
間に外部補助電源を接続することを特徴とするアクチュ
エータ,センサインタフェース用スレーブの出力負荷用
電源切換え回路。An actuator having a slave main circuit, which controls an interface with an input / output device including an actuator, a sensor and a load, and a slave supplied with power from a sensor interface circuit (ASi), has one end connected to an ASi power supply. The other end of the first coil connected to the + side is connected to one end of the first switch and the + power supply terminal of the input device, and one end is connected to the other end of the second coil connected to the − side of the ASi power supply. Connects one end of a second switch to a minus power supply terminal of an input device, the other end of the first switch connects to a plus terminal that connects one end of a load, and the other end of the second switch The emitter of an output transistor responsive to the output from the slave main circuit is connected, the collector of the output transistor is connected to the other end of the load, and the base of the output transistor is connected to the output transistor. When the first switch and the second switch are open, the load is connected to the connection between the other end of the second switch and the emitter of the output transistor when the first switch and the second switch are open. A power supply switching circuit for an output load of an actuator and a slave for a sensor interface, characterized in that an external auxiliary power supply is connected between the terminal and a positive terminal.
タ,センサおよび負荷を含む入出力機器とのインタフェ
ースを司るアクチュエータ,センサインタフェース回路
(ASi)から電源を供給されるスレーブに対し、 一端がASi電源の+側に接続された第1コイルの他端
には第1抵抗の一端とトランジスタのコレクタと入力機
器の+側電源端子とを接続し、このトランジスタのベー
スには前記第1抵抗の他端とツェナーダイオードのカソ
ードとを接続し、前記トランジスタのエミッタにはダイ
オードのアノードを接続し、このダイオードのカソード
は負荷の一端を接続する+側端子に接続し、前記ツェナ
ーダイオードのアノードにはスイッチの一端と前記スレ
ーブ主回路からの出力に応動する出力トランジスタのエ
ミッタとを接続し、このスイッチの他端には一端がAS
i電源の−側に接続された第2コイルの他端と前記入力
機器の−側電源端子とを接続し、また、前記出力トラン
ジスタのコレクタは前記負荷の他端に接続し、さらに、
出力トランジスタのベースはそのエミッタに対して第2
抵抗を介して接続し、かつ、前記スイッチが開いている
ときは、前記スイッチの一端と出力トランジスタのエミ
ッタとの接続端と、前記負荷を接続する+側端子との間
に外部補助電源を接続することを特徴とするアクチュエ
ータ,センサインタフェース用スレーブの出力負荷用電
源切換え回路。2. An actuator having a slave main circuit, which controls an interface with an input / output device including an actuator, a sensor and a load, and a slave supplied with power from a sensor interface circuit (ASi). The other end of the first coil connected to the + side is connected to one end of a first resistor, the collector of a transistor and the + power supply terminal of an input device, and the base of this transistor is connected to the other end of the first resistor. A cathode of the Zener diode is connected, an anode of the transistor is connected to an anode of the diode, a cathode of the diode is connected to a + terminal connecting one end of a load, and an anode of the switch is connected to an anode of the Zener diode. And an emitter of an output transistor responsive to an output from the slave main circuit. One end to the other end of the switch is AS
The other end of the second coil connected to the negative side of the i power supply is connected to the negative side power supply terminal of the input device, and the collector of the output transistor is connected to the other end of the load.
The base of the output transistor has a second
Connected via a resistor, and when the switch is open, an external auxiliary power supply is connected between a connection terminal between one end of the switch and the emitter of the output transistor and a + terminal connecting the load. A power supply switching circuit for an output load of an actuator and a sensor interface slave.
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