JP2005071077A - 信号入力機器 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 制御部20は、切替スイッチ7,18のaをオンとして外部機器2を電流入力回路8に接続し、A/D変換器19に供給する。A/D変換器19の出力が電流入力に対応する範囲内の値であるときは、電流入力であると判定する。範囲外のときは、スイッチ7,18のbをオンにして測温抵抗体入力回路9を用いる。A/D変換器19の出力が測温抵抗体に対応する範囲内のときは、測温抵抗体であると判定する。範囲外のときは、スイッチ7,18のcをオンにして接点信号入力回路10を用い、A/D変換器19の出力が接点入力に対応する値のときは接点入力であると判定し、その他のときは外部機器2が未接続であると判定する。判定結果は記憶部21に格納し、電源投入時に該記憶内容に応じて切替スイッチ7,18を制御する。
【選択図】 図1
Description
例えば、特許文献1には、センサーから入力されるアナログ信号が電圧入力であるか電流入力であるかを判別し、電圧入力回路又は電流入力回路に切り替えて入力することにより、センサーなどの外部機器から電圧入力と電流入力のいずれが入力されても正しい回路接続が可能な信号入力機器が提案されている。
この図において、31は信号入力機器、32は信号入力機器31にアナログ信号を出力するセンサー、33a,33bはセンサー32が接続される入力端子、34は入力端子33aを電流入力回路35又は電圧入力回路36に選択的に接続する第1の切替スイッチ、35はセンサー32からの電流入力により抵抗器37の両端に発生する電圧を増幅器38で増幅して出力する電流入力回路、36はセンサー32からの電圧入力を増幅器39で増幅して出力する電圧入力回路、40は前記電流入力回路35又は前記電圧入力回路36の出力を選択してアナログデジタル変換器(A/D変換器)41に供給する第2の切替スイッチ、42は前記A/D変換器41の出力に基づいて前記入力端子33a,33bから入力されたアナログ信号が電圧入力であるか電流入力であるかを判定するとともに、前記第1の切替スイッチ34及び第2の切替スイッチ40の切替制御を行う制御部である。
ここで、前記センサー32からのアナログ信号は電圧入力又は電流入力のいずれかである。前記制御部42は、前記第1及び第2の切替スイッチ34,40を制御して、前記入力端子33a,33bに入力されたアナログ信号を前記電流入力回路35又は前記電圧入力回路36に切り替えて入力し、その出力をA/D変換器41に供給し、A/D変換された出力に基づいて、入力端子33a,33bに接続されたアナログ信号が電流入力であるのか電圧入力であるのかを判定し、その判定結果に従って、入力信号を電流入力回路35又は電圧入力回路36に接続するように制御している。
この図において51は信号入力機器、52は信号入力機器51に接続される接点、53a,53bは接点52が接続される入力端子、54は接点信号入力回路、58は接点信号入力回路54の出力が供給される入力ポートである。ここで、前記接点信号入力回路54において、55は絶縁素子(フォトカプラ)、56及び57は抵抗器である。
このような構成において、前記接点入力端子53a及び53bに接続される接点52のオン/オフに応じて、前記絶縁素子55内の発光ダイオードの発光が制御され、それに応じて、フォトトランジスタの導通が制御される。これにより、接点52がオンのときには入力ポート58に電源電位が供給され、オフのときには接地電位が供給されることとなる。
また、信号を入力する外部機器と信号入力機器とを接続するときに、入力信号の接続を間違えないように注意して配線しなければならないという不都合があった。
そこで、本発明は、信号入力機器を取り付ける装置の小型化と、入力信号の接続を間違えることなく行うことができる信号入力機器を提供することを目的としている。
また、前記制御部は、前記判定した外部機器の種別を記憶する記憶部を備え、電源投入時に、該記憶部の記憶内容に基づいて前記第1の切替回路及び前記第2の切替回路を制御するようにしたものである。
さらに、複数の外部機器を接続することができるように、複数の前記入力端子が備えられているものである。
また、入力信号の種類ごとに異なる入力機器を必要としないため、信号入力機器を組み込む装置をコンパクトかつ安価なものとすることができる。
さらに、入力信号の種類を気にせずに配線できるため、配線の間違いが少なく、配線チェックも容易であることから、配線接続の作業性を向上させることができる。
さらにまた、信号入力機器に複数の入力端子を設けた場合には、ポイント当たりの単価を安価にすることができるとともに、ポイント当たりの変換器の容積をコンパクトにすることができる。
この図において、1は信号入力機器、2は信号入力機器1に接続される外部機器であり、ここでは、接点3、温度センサーである測温抵抗体4及び4〜20mAの電流信号を出力する各種センサー(圧力、流量、温度等のセンサー)5の3種類の機器のいずれかであるものとする。
また、6a,6bは前記外部機器2が接続される入力端子であり、端子6aは第1の切替スイッチ(切替回路)に接続され、端子6bは接地されている。
図示するように、第1の切替スイッチ7は3つの接点a,b,cを有しており、接点aは電流信号入力回路8、接点bは測温抵抗体入力回路9、接点cは接点信号入力回路10にそれぞれ接続されている。
測温抵抗体入力回路9は、外部に接続された測温抵抗体4に一定電流を供給する定電流源13と該電流により測温抵抗体4の両端に発生した電位差を増幅して出力する増幅器(演算増幅器)14を有している。
接点信号入力回路10は、フォトカプラなどの絶縁素子15と抵抗器16及び17を有しており、外部に接続された接点3がオフのときは、絶縁素子15内の発光ダイオードに電流が流れないためフォトトランジスタは非導通となって出力は接地電位となり、接点3がオンのときは、発光ダイオードに電流が流れてフォトトランジスタが導通し、出力が電源電位となるものである。
また、20は、前記第1の切替スイッチ7と前記第2の切替スイッチ18を切替制御するとともに、前記A/D変換器19の出力に基づいて前記入力端子6a,6bに接続された外部機器2の種別を判定する制御部、21は該制御部20による判定結果を記憶する記憶部である。
ここで、前記第1の切替スイッチ7の各接点と前記第2の切替スイッチ18の各接点は、前記制御部20により連動して切替制御されるようになされている。第1の切替スイッチ7の接点aと第2の切替スイッチの接点aをともにオンにしたときは、外部機器2は電流信号入力回路8に接続され、その出力はA/D変換器19に出力されるので、接点aを電流入力用の接点ということができる。同様に、接点bを測温抵抗体入力用の接点、接点cを接点信号入力用の接点ということができる。
電源が投入されると、まず、前記記憶部21に前記入力端子6a,6bに接続されている外部機器2の種類に関する情報が記憶されているか否かを判定する(ステップS1)。
記憶部21に情報が記憶されていないときは、第1の切替スイッチ7と第2の切替スイッチ18の電流信号入力用の接点aをオン、測温抵抗体入力用の接点bをオフ、接点信号入力用の接点cをオフに切り替える(ステップS2)。
これにより、外部機器2は電流信号入力回路8の入力に接続される。外部機器2からの電流信号が抵抗器11に流れたとき、抵抗器11の両端に現れる電位差は増幅器12で増幅され、第2の切替スイッチ18の接点aを通ってA/D変換器19に入力されることとなる。A/D変換器19の出力は制御部20により読み取られる。
これにより、外部機器2は測温抵抗体入力回路9に接続される。測温抵抗体入力回路9の定電流源13からの電流が測温抵抗体4に流れたときに測温抵抗体4の両端に現れる電位差が増幅器14で増幅され、第2の切替スイッチ18の接点bを通ってA/D変換器19に入力されることとなる。A/D変換器19の出力は制御部20により読み取られる。
その結果、A/D変換器19の出力が所定の範囲内(温度範囲に対応する電圧範囲内)にあるときは、外部機器2からの入力信号が測温抵抗体からの入力信号であり、入力端子6a,6bに測温抵抗体4が接続されているものと判断し、そのことを示す情報を制御部20の記憶部21に記憶する(ステップS7)。
これにより、外部機器2は接点信号入力回路10に接続される。一般に、接点3としてはリレー出力が多く用いられており、その電源が起動されるとフェールセーフの考えにより、リレーをオンとするのが一般的である。したがって、外部機器2に電源が供給されているときは、接点3はオン状態となっているものとして扱うことができる。
接点3のオン/オフの状態は接点信号入力回路10の絶縁素子15の2次側に伝達され、接点信号入力回路10の出力は、接点3がオンのときは電源電位、オフのときは接地電位となる。この出力は、第2の切替スイッチ18の接点cを通ってA/D変換器19に入力され、A/D変換器19の出力は制御部20により読み取られる。
その結果、A/D変換器19の出力が電源電位に対応する値であるときは、外部機器2が接点3であると判断し、そのことを示す情報を制御部20の記憶部21に記憶する(ステップS10)。
一方、A/D変換器19の出力が所定の値(電源電位に対応する値)以外の値であるときは、制御部20は外部機器2からの入力信号は無し、すなわち、外部機器2は未接続であると判断し、制御部20の記憶部21に未接続であることを示す情報を記憶する(ステップS11)。
そして、記憶部21に未接続であることが記憶されている場合は、前記ステップS2に進み、情報が記憶されていない場合と同様に、電流信号、測温抵抗体入力信号又は接点信号のいずれであるかを判定し、その結果を記憶部21に格納する処理を行う。
また、記憶部21に、入力端子6a,6bに接続されているのは電流信号を出力するセンサー5であることが記憶されている場合には、前記第1の切替スイッチ7と前記第2の切替スイッチ18の電流信号入力用接点aのみをオン状態として、外部機器2からの信号を入力するように設定する(ステップS13)。
さらに、接続されているのは測温抵抗体4であることが記憶されている場合には、第1の切替スイッチ7と第2の切替スイッチ18の測温抵抗体用接点bのみをオン状態とし(ステップS14)、接続されているのは接点3であることが記憶されている場合には、接点信号入力用接点cのみをオン状態として(ステップS15)、それぞれの信号を入力するように設定する。
このように、記憶部21に入力端子6a,6bに接続されている外部機器2の種類を記憶するようにしているために、電源投入時に切替スイッチ7及び18を適切な状態に設定し、データ収集などの処理を開始することができる。
また、前記記憶部21に記憶された外部機器2の種類に関する情報は、信号入力機器1に設けた表示部に表示するようにしてもよいし、あるいは、ネットワークを通じて参照することができるようにしてもよい。
また、上記においてはセンサー5からの電流信号が4〜20mAであるものとして説明したが、所定範囲の電流信号を出力するものであれば、他の値の電流を出力するものであっても同様に適用することができる。
さらに、前記切替スイッチ7及び18としてアナログスイッチを用いるようにしてもよい。
Claims (3)
- 所定範囲の電流信号を出力するセンサー、測温抵抗体又は接点のうちのいずれかである外部機器が接続される入力端子と、
前記電流信号を入力とする電流信号入力回路と、
測温抵抗体を入力とする測温抵抗体入力回路と、
接点信号を入力とする接点信号入力回路と、
前記入力端子を前記電流信号入力回路、前記測温抵抗体入力回路又は前記接点信号入力回路に選択的に接続する第1の切替回路と、
前記電流信号入力回路、前記測温抵抗体入力回路又は前記接点信号入力回路の出力を選択的にアナログデジタル変換器に供給する第2の切替回路と、
前記第1の切替回路及び前記第2の切替回路の接続状態に応じた前記アナログデジタル変換器の出力に基づいて前記入力端子に接続されている外部機器の種別を判定し、その外部機器の種別に対応する前記電流信号入力回路、前記測温抵抗体入力回路又は前記接点信号入力回路を用いるように前記第1の切替回路及び前記第2の切替回路を制御する制御部とを備えたことを特徴とする信号入力機器。 - 前記制御部は、前記判定した外部機器の種別を記憶する記憶部を備え、電源投入時に、該記憶部の記憶内容に基づいて前記第1の切替回路及び前記第2の切替回路を制御することを特徴とする請求項1記載の信号入力機器。
- 複数の外部機器を接続することができるように、複数の前記入力端子が備えられていることを特徴とする請求項1又は2に記載の信号入力機器。
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