JP5035155B2 - セキュリティ制御装置及びセキュリティ制御装置のセンサ判定方法 - Google Patents

Description

本発明は、センサからの検出信号を受けて安全監視機能を行なうと共に、前記センサの短絡・断線状態を判定する機能を備えたセキュリティ制御装置，及びセキュリティ制御装置のセンサ判定方法に関する。

例えば、煙センサや熱センサなどにより出力させるセンサ信号に基づいて、火災の発生などを監視するセキュリティ制御装置には、そのセンサの状態が正常であるか否かを検出する機能を備えているものがある。その場合、センサの異常については、信号線の断線状態を検出する２検出方式と（例えば、特許文献１参照）、断線状態に加えて短絡状態も検出する３検出方式とがある。そして、一般に、センサの動作電源は、セキュリティ制御装置側より供給することが多い。
特開平３−５１９９４号公報

上記の制御装置を使用してセキュリティシステムを構築する場合に、作業者が誤って、電源を内蔵したセンサを設置してしまう場合も想定されるが、センサの内蔵電源がセキュリティ制御装置側より供給される電源と同電位であれば、センサとしての機能について問題は発生しない。またその場合、従来より行われている断線や短絡の検出でも特段に異常が現れないため、結果としてそのままの状態でシステムが運用されることになる。
しかしながら、本発明の発明者は、上記のように電源内蔵型センサが誤って接続された状態でセキュリティ制御装置が動作すると、両者の電源が同時に供給されることにより、セキュリティ制御装置とセンサとの間に接続される電源線がアンテナとなってノイズを輻射し、他の機器やシステムなどに影響を及ぼす場合があることを発見した。

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、電源内蔵型のセンサが誤って接続された場合に、その状態を判定できるセキュリティ制御装置，及びセキュリティ制御装置のセンサ判定方法を提供することにある。

請求項１記載のセキュリティ制御装置によれば、判定手段は、断続手段によりセンサに対して電源を供給する経路を遮断させた場合に、抵抗素子を介してプルダウンされている入力端子の電圧がグランドレベルを超えていれば、センサが電源内蔵型であると判定する。すなわち、センサが電源内蔵型であれば、制御装置側からの電源供給が無い状態であっても、制御装置の入力端子電圧は、内蔵電源により付与される電圧をセンサの内部抵抗とプルダウン抵抗とで分圧したレベルとなる。
したがって、従来は検出ができなかった、センサに対する電源供給機能を備えたセキュリティ制御装置に誤って電源内蔵型センサが接続されている状態を判定できるようになる。しかも、制御装置が入力端子の電圧に基づいてセンサの短絡状態，断線状態を判定する機能を備えている場合は、断続手段を追加するだけで上記判定機能を利用して電源内蔵型センサの誤接続を判定できるので、構成要素の追加を最小限に抑えることができる。

請求項２記載のセキュリティ制御装置によれば、判定手段がセンサを電源内蔵型と判定すると、その判定結果に応じた警告表示を、センサの断線状態及び短絡状態を検出した場合に警告表示を行うための表示手段を利用して行う。したがって、電源内蔵型センサが誤って接続されている状態の警告表示も、新規構成を追加せずに行うことができる。

請求項３記載のセキュリティ制御装置によれば、判定手段がセンサを電源内蔵型と判定すると安全監視機能を停止するので、電源内蔵型センサが誤って接続されている状態で制御装置が機能することにより、ノイズを輻射してしまう状態を確実に防止できる。

以下、本発明の一実施例について図面を参照して説明する。図１は、セキュリティ制御装置の構成を示すものである。セキュリティ制御装置１（以下、単に制御装置と称す）は、マイクロコンピュータ等からなる制御部２（判定手段）を中心に構成され、電源供給端子３及び信号入力端子４にセンサ５が接続されるようになっている。そして、制御装置１は、センサ５に対して動作電源Ｖccを、例えばリレー等のスイッチ回路６（断続手段）を介して供給し、センサ５の検出信号を、信号入力端子４を介して受信するようになっている。
センサ５は、例えば煙センサや熱センサなどであり、住居やオフィス等の室内や廊下などの天井部分に設置される。そして、制御装置１は、センサ５が煙や熱を検出することで検出信号を出力し、火災の発生等を認識すると警報動作や通報動作を行ったり、スプリンクラーが設置されている場合には、そのスプリンクラーを作動させて消火作業を行うなどする。

信号入力端子４は、抵抗素子７によりプルダウンされている。センサ５は、例えば数１００Ω程度の内部抵抗５Ｒを備えており、制御装置１からは、例えば１２Ｖや２４Ｖ等の電源が供給される。そして、センサ５は、煙や熱などを検出すると並列接続されたスイッチ５Ｓ（例えばトランジスタなど）が閉じることで、内部抵抗５Ｒが短絡されて低インピーダンス状態となる。したがって、信号入力端子４の電圧は、センサ５が非検出状態であれば、電源電圧Ｖccを内部抵抗５Ｒ及び抵抗素子７の抵抗比で分圧した電位になっており、センサ５が検出状態になると電圧Ｖccと同電位になる。

そして、信号入力端子４は、センサ監視入力回路８の入力端子に接続されており、センサ監視入力回路８の出力端子は、制御部２の入力端子に接続されている。センサ監視入力回路８は、従来のセキュリティ制御装置においてもセンサ５の短絡検出や断線検出を行うために配置されている回路であり、２つのコンパレータ９（判定手段），コンパレータ１０を備えている。

電源Ｖccとグランドとの間には、抵抗素子１１及び抵抗素子１２の直列回路と、抵抗素子１３及び抵抗素子１４の直列回路とが接続されている。抵抗素子１１及び抵抗素子１２の共通接続点は、コンパレータ９の非反転入力端子に接続されており、抵抗素子１３及び抵抗素子１４の共通接続点は、コンパレータ１０の反転入力端子に接続されている。信号入力端子４は、コンパレータ９の反転入力端子と、コンパレータ１０の非反転入力端子とに接続されており、コンパレータ９の出力端子は、抵抗素子１５を介して５Ｖにプルアップされていると共に制御部２の入力端子に接続されており、コンパレータ１０の出力端子は、抵抗素子１６を介して５Ｖにプルアップされていると共に制御部２の入力端子に接続されている。

コンパレータ９は、信号入力端子４の電圧が例えば０．５Ｖcc以上になるとセンサ５の短絡状態を検出し、コンパレータ１０は、信号入力端子４の電圧が例えば０．１Ｖcc以下になると、センサ５の断線状態を検出する。これらの検出信号は、何れもロウアクティブである。すなわち、センサ５のスイッチ５Ｓが短絡していれば信号入力端子４の電圧はＶccレベルになり、センサ５と信号入力端子４との接続が断線していれば、信号入力端子４の電圧はグランドレベルになるからである。制御部２は、センサ監視入力回路８により短絡状態や断線状態が検出されると、ＬＥＤ１７（表示手段）の点灯状態を変化させて警告報知を行う。ＬＥＤ１７のカソード側に挿入されている抵抗素子１８は、電流制限用である。
尚、制御装置１に複数のセンサが同時に接続される場合は、それらに対応して、電源供給端子３及び信号入力端子４，スイッチ回路６，センサ監視入力回路８が複数組並列に設けられる。

従来構成のセキュリティ制御装置であれば、スイッチ回路６を介すことなくセンサ５に動作電源Ｖccを供給しており、センサ監視入力回路８によって短絡や断線の検出を行うのみである。しかし、制御装置１に対しては、図１に破線で示すように、電源（バッテリ）を内蔵したタイプのセンサ１９が誤って接続されることも想定される。この場合、従来構成の制御装置では、電源内蔵型のセンサ１９が誤接続されていることは認識できなかったが、本実施例の制御装置１では、その検出を可能とするためスイッチ回路６を設けている。尚、スイッチ回路６のＯＮ／ＯＦＦ制御は、制御部２によって行われる。

次に、本実施例の作用について図２も参照して説明する。図２は、制御装置１がセンサの状態が正常であるか否かを確認するためのテストモードの内容を示すフローチャートである。このテストモードは、例えば制御装置１に電源が投入されると最初に実行され、テストモードを終了するとそのまま通常の安全監視動作に移行するようになっている。尚、テストモードは、制御部２が内蔵するＲＡＭなどに設けられたフラグ格納領域において、２ビットの運用開始フラグが何れもセットされた状態（＝３）から開始される。また、スイッチ回路６はＯＮになっており、ＬＥＤ１７は消灯状態である。

最初に、配線チェックを行う（ステップＳ１）。配線チェックは、センサ監視入力回路８におけるコンパレータ９，コンパレータ１０の出力信号を参照して行い（ステップＳ２）、何れの出力信号もハイレベルであれば、信号入力端子４の電圧は０．１Ｖcc〜０．５Ｖccの範囲内にあるので、正常と判断される（ＯＫ）。

一方、コンパレータ９の出力信号がロウレベルであればセンサ５の短絡状態が検出され、コンパレータ１０の出力信号がロウレベルであればセンサ５の断線状態が検出されている（ステップＳ２：ＮＧ）。この場合はステップＳ９に移行して、短絡が検出された場合はＬＥＤ１８を連続点灯状態にして、断線が検出された場合はＬＥＤ１８を例えば０．５秒間隔で点滅させて、それぞれの異常状態を警告報知する。そして、運用開始フラグはクリアされず「３」のままとなる。

ステップＳ２において「ＯＫ」と判断すると、制御部２は、スイッチ回路６をＯＦＦにして、センサ５に対する電源供給を遮断する（ステップＳ３）。そして、再びセンサ監視入力回路８におけるコンパレータ９，コンパレータ１０の出力信号を参照する（ステップＳ４）。すなわち、適切なセンサ５が接続されている場合には、電源供給が断たれると、信号入力端子４の電圧はグランドレベルになるので（電圧無し）、コンパレータ１０がステップＳ２で断線を検出した場合と同様に出力信号をロウレベルにする。したがって、これにより正常と判断される（ＯＫ）。

一方、図１に破線で示すように、電源内蔵型のセンサ１９が誤って接続された場合には、制御装置１からの電源供給がなくとも、信号入力端子４の電圧は、内蔵電源電圧を、センサ１９の内部抵抗１９Ｒと抵抗素子７の抵抗値とで分圧した電位となる（電圧有り）。内蔵電源電圧が電源Ｖccの電圧と同程度であれば、信号入力端子４の電圧は０．１Ｖcc〜０．５Ｖccの範囲内となり、これにより異常と判断される（ステップＳ４：ＮＧ）。この場合はステップＳ１０に移行して、ＬＥＤ１８を例えば１秒間隔で点滅させて異常状態を警告報知する。このときも、運用開始フラグはクリアされず「３」のままとなる。

ステップＳ４において「ＯＫ」と判断すると、制御部２は、スイッチ回路６をＯＮにしてセンサ５に対する電源供給を再開してから（ステップＳ５）、センサチェックを行う（ステップＳ６）。ここでは、作業者が、センサ５の種類に応じて検出状態となるように環境設定を行い、センサ５が所期の検出信号を出力するか否かを確認する（ステップＳ７）。この場合、センサ５はスイッチ５ＳをＯＮにするので、信号入力端子４の電圧は電源Ｖccの電圧レベルとなり、コンパレータ９がステップＳ２で短絡を検出した場合と同様に出力信号をロウレベルにする。したがって、これにより正常と判断される（ＯＫ）。正常の場合は、運用開始フラグのビット１，ビット０を何れもクリアして「０」にすると（ステップＳ８）テストモードを終了する。そして、制御装置１は、センサ５による通常の安全監視動作が実行可能となる。

一方、ステップＳ７において、センサ５が所期通りに検出信号を出力しなければ、信号入力端子４の電圧は０．１Ｖcc〜０．５Ｖccの範囲内にあり、コンパレータ９，コンパレータ１０の出力信号は何れのハイレベルのままである（ＮＧ）。この場合はステップＳ１１に移行して、ＬＥＤ１８を例えば２秒間隔で点滅させて異常状態を警告報知する。そして、運用開始フラグはビット０のみクリアされて「２」となる。

ステップＳ９〜Ｓ１１を実行した場合は、運用開始フラグがすべてクリアされないため異常終了となり、制御装置１は、センサ５による通常の安全監視動作を実行しない。この場合は、作業者がそれぞれの異常に応じた点検・修理等を行い、テストモードを再実行することでその結果を確認する作業を繰り返す。
尚、図２のフローチャートにおいて、破線で囲むステップＳ３〜Ｓ５，Ｓ１０を除いたものは、従来のセキュリティ制御装置が行うテストモードと同じ処理になる。

以上のように本実施例によれば、制御部２は、スイッチ回路６によりセンサに対して電源を供給する経路を遮断させた場合に、抵抗素子７を介してプルダウンされている信号入力端子４の電圧が、内蔵電源電圧の分圧電位となっておりグランドレベルを超えていれば、そのセンサ（１９）が電源内蔵型であると判定する。したがって、従来は検出ができなかった、センサに対する電源供給機能を備えたセキュリティ制御装置１に、誤って電源内蔵型センサ１９が接続されている状態を判定できるようになる。しかも、制御装置１が、信号入力端子４の電圧に基づいてセンサの短絡状態，断線状態を判定する機能を備えている場合、スイッチ回路６を追加するだけで上記判定機能を利用して電源内蔵型センサ１９の誤接続を判定できるので、構成要素の追加を最小限に抑えることができる。

また、制御部２は、センサ１９を電源内蔵型と判定すると、その判定結果に応じた警告表示を、センサの断線状態及び短絡状態を検出した場合に警告表示を行うためのＬＥＤ１７を利用して行うので、電源内蔵型センサ１９が接続されている状態についての警告表示も、新規構成を追加せずに行うことができる。更に、制御部２は、センサ１９を電源内蔵型と判定すると安全監視機能を停止するので、センサ１９が誤って接続されている状態で制御装置１が機能することにより、ノイズを輻射してしまう状態を確実に防止できる。

本発明は上記し又は図面に記載した実施例にのみ限定されるものではなく、以下のような変形又は拡張が可能である。
コンパレータ９，１０における基準電圧のＶccに対する設定比率は、適宜変更して良い。また、警告表示を行う場合のＬＥＤ１７の点消灯状態や、点滅させる間隔などについても適宜変更して実施すれば良い。
更に、表示手段はＬＥＤ１７に限ることなく、その他の発光素子や表示素子等を用いても良い。
センサ監視入力回路８の機能を、制御部２の制御プログラムによって実現しても良い。
センサの種類は、その他赤外線センサや振動センサなどでも良い。そして、セキュリティ制御装置は、その他盗難防止や、不審者の侵入防止等の安全監視動作を行うものであっても良い。

本発明の一実施例であり、セキュリティ制御装置の構成を示す図 テストモードの内容を示すフローチャート

符号の説明

図面中、１はセキュリティ制御装置、２は制御部（判定手段）、５はセンサ、６はスイッチ回路（断続手段）、７は抵抗素子、８はセンサ監視入力回路、９はコンパレータ（判定手段）、１７はＬＥＤ（表示手段）を示す。

Claims (4)

1. センサからの検出信号を受けて安全監視を行なうと共に、抵抗素子を介してプルダウンされた状態で前記検出信号が与えられる入力端子を有し、前記入力端子の電圧がグランドレベルである場合に前記センサの断線状態を検出し、前記入力端子の電圧が電源レベルである場合に前記センサの短絡状態を検出する機能を備えたセキュリティ制御装置において、
   前記センサに対して電源を供給する経路を断続する断続手段と、
   この断続手段により前記電源供給経路を遮断させた場合に、前記入力端子の電圧がグランドレベルを超えている場合に、前記センサが電源内蔵型であると判定する判定手段とを備えたことを特徴とするセキュリティ制御装置。
2. 前記センサの断線状態及び短絡状態を検出した場合に警告表示を行うための表示手段を備え、
   前記判定手段が前記センサを電源内蔵型と判定すると、その判定結果に応じた警告表示を前記表示手段により行うことを特徴とする請求項１記載のセキュリティ制御装置。
3. 前記判定手段が前記センサを電源内蔵型と判定すると、安全監視機能を停止することを特徴とする請求項１又は２記載のセキュリティ制御装置。
4. センサからの検出信号を受けて安全監視を行なうと共に、抵抗素子を介してプルダウンされた状態で前記検出信号が与えられる入力端子を有し、前記入力端子の電圧がグランドレベルである場合に前記センサの断線状態を検出し、前記入力端子の電圧が電源レベルである場合に前記センサの短絡状態を検出する機能を備えたセキュリティ制御装置により実行され、前記センサの種別を判定する方法であって、
   前記センサに対して電源を供給する経路を遮断した状態で、前記入力端子の電圧がグランドレベルを超えている場合に、前記センサが電源内蔵型であると判定することを特徴とするセキュリティ制御装置のセンサ判定方法。

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