JPS6111869A - Distribution type input/output unit - Google Patents

Distribution type input/output unit

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JPS6111869A
JPS6111869A JP60119913A JP11991385A JPS6111869A JP S6111869 A JPS6111869 A JP S6111869A JP 60119913 A JP60119913 A JP 60119913A JP 11991385 A JP11991385 A JP 11991385A JP S6111869 A JPS6111869 A JP S6111869A
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は全般的にプログラマブル制御装置に用いる装
置及び方法、特にインテリジェント(intellig
ent )入力/′出力装mにiする。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates generally to apparatus and methods for use in programmable controllers, and more particularly to intelligent
ent) input/'output device m.

発明の背景 プログラマブル制御装置を用いたプロセス制御は、プロ
セスの種々のセンサからの入力信号を収集して、プロセ
スの被制御ll要素に対する出力信号を発生する。こう
してプロセスが内蔵プログラムと、センサから報告され
たプロセスの状態との関数として制御される゛。勿論、
数多くの多種多様なプロセスにこういう制御が用いられ
、例えば工業的なプロセス、コンベヤ・システム、化学
、石油及び冶金の各プロセスの逐次的な動作を何れもプ
ログラマブル制御装置によって有利に制御11すること
が出来る。
BACKGROUND OF THE INVENTION Process control using programmable controllers collects input signals from various sensors of a process and generates output signals for controlled elements of the process. The process is thus controlled as a function of the built-in program and the state of the process as reported by the sensor. Of course,
Such controls are used in a large number of diverse processes, including the sequential operation of industrial processes, conveyor systems, chemical, petroleum, and metallurgical processes, all of which can be advantageously controlled 11 by programmable controllers. I can do it.

プログラマブル制御装置は比較的最近開発されたもので
ある。従来のプログラマブル制御装置は、広義に云えば
、内蔵プログラムを実行するデータ処理装装置と、プロ
グラム並びに入力及び出力の状態に関係するデータを記
憶するのに十分な規模の記憶装置と、1つ又は更に多く
の電源とで構成された中央処理゛装置(CPU)を有す
る。更に、入力/出力(I/O)装置・が中央処理装置
と、入力装置並びに制御されるプロセスの被制御要素と
の間のインターフェイスになる。
Programmable controllers are a relatively recent development. Conventional programmable control devices, broadly speaking, include a data processing device that executes a built-in program, a storage device of sufficient size to store the program and data related to the status of inputs and outputs, and one or more storage devices. It also has a central processing unit (CPU) made up of many power supplies. Additionally, input/output (I/O) devices provide an interface between the central processing unit and the input devices as well as the controlled elements of the controlled process.

入力/出力(I/O)装置はプログラマブル制御装置の
開発以来、比較的変わらないよ・であり、最も改良を必
要とするものである。I10装置に幾分の進歩が見られ
るが、その改良は一般的に従来の線上にある。例えば米
国特許第4293924号に記載されるI10装置では
、インターフェイスの密度が増加されている。米国特許
第4247882号に記載された別の方式は、入力/出
力装置に対するハウジングを改良することに力を注いで
いる。制御を必要とするプロセスが複雑になり、プロセ
スと中央処理装置の間の情報交換量を一層多くすること
が必要になるにつれ、I10装置に関するこの他の改良
方式が必要になって来た。
Input/output (I/O) devices have remained relatively unchanged since the development of programmable controllers and are the ones in greatest need of improvement. Although some advances have been made in the I10 device, the improvements are generally along traditional lines. For example, in the I10 device described in US Pat. No. 4,293,924, the density of the interface is increased. Another approach, described in US Pat. No. 4,247,882, focuses on improving housings for input/output devices. Other improvements to the I10 device have become necessary as the processes requiring control have become more complex and require greater amounts of information exchange between the process and the central processing unit.

従来のI10装置は多数の個別のI/O点で構成されて
おり、その各々が入力装置例えばリミット・スイッチ、
圧力スイッチ等)からの信号を受取るか、或いは出力装
置(例えばソレノイド、モータ起動装置等)に制御信号
を供給するかの一方に専用になっており、そのどちらか
になるかは、特定のI/O点の回路をどういう構成にす
るかによって決まる。即ち、I/O点は入力点であるか
出力点であるか、その何れか一方に専用であり、一方の
用途から他方の用途に容易に変換することが出来ない。
Conventional I10 devices consist of a number of individual I/O points, each of which has an input device such as a limit switch,
It is dedicated to either receiving signals from a pressure switch (e.g., a pressure switch, etc.) or providing control signals to an output device (e.g., a solenoid, motor starter, etc.), depending on the specific I/O. It depends on the configuration of the circuit at point /O. That is, an I/O point is dedicated to either an input point or an output point, and cannot be easily converted from one use to the other.

従来のI10装置(特に複雑なプロセスに用いた時)の
1つの問題は、設備費が高いことである。
One problem with conventional I10 equipment, especially when used in complex processes, is the high equipment cost.

典型的には、I10モジュール又は回路カードが、7カ
ード・ラック又はケージ内に収容されている。
Typically, I10 modules or circuit cards are housed in a seven card rack or cage.

大規模な又は複雑なプロセスを制御する為、各々のラッ
ク又はケージに非常に多数のI/、0点を設けなければ
ならない。全ての入力及び出力装置からの配線を■71
0ラックに持って来なければならないので、この為必然
的に相当量の配m経費(手間と材料)が要る。
In order to control large scale or complex processes, each rack or cage must be provided with a large number of I/,0 points. ■71 Wiring from all input and output devices
Since it has to be brought to the zero rack, a considerable amount of installation cost (labor and materials) is necessarily required for this purpose.

大形のI10ラックを使うことによって別の問題が起る
。これは、全ての配線をラックに持ら込んで終端するの
が困難である場合が多いからである。(制御するプロセ
スに入力/出力を一層近づけようとして)I10装置の
少なくとも一部分をCPUから離れた外被又はラック内
に設けることがよく知られているが、1箇所(遠隔であ
っても)に入力/出力の配線が集中するから、この問題
は依然として解決されていない。集中I10装置に於け
る放熱でも問題がある。その理由で、’I10装置をそ
の最適定格より低い所で使うことが必要になる場合が多
い。
Another problem arises with the use of large I10 racks. This is because it is often difficult to bring all the wiring into the rack and terminate it. Although it is well known to provide at least a portion of the I10 device in an enclosure or rack away from the CPU (in an attempt to bring the inputs/outputs closer to the process being controlled), This problem remains unsolved due to the concentration of input/output wiring. There are also problems with heat dissipation in centralized I10 devices. For that reason, it is often necessary to use 'I10 devices below their optimum rating.

現在のI10装置に伴う別の問題は、誤動作がプログラ
マブル制御装置自体の中で発生したのか、或いは制御し
ているプロセスで発生したのか5の診断及び故障発見が
困難であることである。経験によると、制御装置に関連
する大抵のオンラインの故障はI10装置で発生してい
る。現在では、CPtJ部分が非常に高度になり、これ
は例えばマイクロプロセッサ技術並びにデータ処理の進
歩によるところが大ぎい。然し、電気的な故障が起った
時、その問題を早期に検出し、どういう性格のものであ
るかを早期に診断することが重要である場合が多い。プ
ロセスの成る部分が制御出来なくなってからではなく、
故障した部分を早めの侍告によって検出することが当然
望ましい。
Another problem with current I10 devices is that it is difficult to diagnose and locate malfunctions whether they occur within the programmable controller itself or in the process it is controlling. Experience has shown that most on-line failures related to control devices occur in I10 devices. Nowadays, the CPtJ part has become very sophisticated, due in large part to advances in microprocessor technology and data processing, for example. However, when an electrical failure occurs, it is often important to detect the problem early and diagnose the nature of the problem early. Rather than waiting until parts of the process are out of control.
It is naturally desirable to detect malfunctioning parts through early notification.

従来のI10装置では、故障の早期、検出が困難であり
、故障を表わす信号が出ても、その精密な場所と性格は
明らかでないことがある。多くの場合、制御装置の入力
/出力の故障をプロセス内の故障した要素(例えばモー
タ、押ボタン等)と区別するのが困難でもある。特に制
御装置のr10装置では、診断の特徴が正に欠如してい
た。従って、I10装置を診断し、その故障を防止する
為の改良が強く求められている。
In conventional I10 devices, early failures are difficult to detect, and even if a signal indicating a failure is produced, the exact location and nature of the failure may not be clear. In many cases, it is also difficult to distinguish a faulty input/output of a control device from a faulty element in the process (eg, motor, pushbutton, etc.). Diagnostic features were simply lacking, especially in the controller's r10 device. Therefore, there is a strong need for improvements in diagnosing I10 devices and preventing their failure.

各々のI/O点が普通はヒユーズによって保護されてい
るので、故障を診断することが困難になることがある。
Because each I/O point is typically protected by a fuse, diagnosing faults can be difficult.

ヒユーズは特定のI10モジュールを過電流から保護す
るが、これは余分な問題を生じる場合も多い。例えば、
単なる過渡的な電流によりヒユーズが切断した場合、故
障点を突止めて°ヒユーズを交換するまで、I/O点は
完全に不作動のま1にされることがある。
Fuses protect certain I10 modules from overcurrents, but this often creates additional problems. for example,
If a fuse blows due to a simple current transient, the I/O point may be left completely inoperable until the point of failure is located and the fuse is replaced.

これと幾分関係した問題は、I10装置の制御部分と被
制御部分の間で診断及び制御情報を交換することに関す
る。これは、例えば、I10装置を構成する為に分布し
たI10モジュールを使う場合に生じる。このような場
合、情報を交換するための簡単で信頼性のある手段並び
に方法を提供することが望ましい。
A somewhat related problem concerns the exchange of diagnostic and control information between the controlling and controlled portions of an I10 device. This occurs, for example, when using distributed I10 modules to configure an I10 device. In such cases, it is desirable to provide simple and reliable means and methods for exchanging information.

従来のI10装置の別の欠点は、(館に述べたことであ
るが)各々のI/O点が#1に密に入力点又は出力点と
して作用することである。同一の点を一方の用途から他
方の用途に容易に変換することが出来ない。従って、プ
ログラマブル制御装置の利用者は、初期の需要の見積り
に基づいて、入力機能及び出力機能を別々に選択するこ
とが要求される。予測し難い将来の需要に対する融通性
が欠如していることは明らかである。更に、I/O点は
グループ(例えば配線カードあたり6個又は8個の点)
として利用し得るのが典型的であるから、制御装置内に
は使われていない非常に多数のI/O点がある場合が多
い。
Another drawback of conventional I10 devices (as mentioned above) is that each I/O point acts closely on #1 as an input or output point. The same point cannot be easily converted from one use to another. Therefore, users of programmable control devices are required to select input and output functions separately based on initial demand estimates. The lack of flexibility for unpredictable future demand is clear. Additionally, I/O points can be grouped (e.g. 6 or 8 points per wiring card).
There are often a large number of unused I/O points within a control device.

従って、この発明の主な目的は、従来のI10装置のこ
ういう欠点を解決する入力/出力装置を提供することで
ある。更に特定して云えば、各々のI/O点を入力点と
して又は出力点として動作する様に選ぶことが出来る様
なI10装置を提供することが求められる。
Therefore, the main objective of the present invention is to provide an input/output device that overcomes these drawbacks of conventional I10 devices. More specifically, there is a need to provide an I10 device in which each I/O point can be selected to operate as an input point or as an output point.

更に、各々のI/O点が、ヒユーズ又は遮断器を使わず
に、過電流及び過電圧状態に対して自己保護になってい
て、各々のI/O点がI10装置内でも、制御されるプ
ロセス内でも、連続的に自動的に故障診断奄れ、検出さ
れた故障を確認して自動的に報告する様な入力/出力装
置を提供することが求められる。したがって、この発明
の別の特定の目的は、配線も利用も簡単で経済的であり
、制御するプロヒス又はこのプロセスの特定の部分に密
に接近して配置される様に、分布したグループ又はモジ
ュールとして個々のI/O点を有するI10装置を提供
することである。この発明の別の目的は、普通の中央処
理装置とは独立に、各々のI/CJ点を監視し、制御し
、故障診断する手段を含むI10’装置を提供すること
である。この発明のその他の目的、特徴及び利点は、以
下の詳しい説明から明らかになろう。
Furthermore, each I/O point is self-protected against overcurrent and overvoltage conditions without the use of fuses or circuit breakers, and each I/O point is also within the I10 device as well as a controlled process. Among other things, there is a need to provide input/output devices that can continuously and automatically perform fault diagnosis, confirm and automatically report detected faults. Accordingly, another particular object of the invention is to provide distributed groups or modules that are easy and economical to wire and use, and that are arranged in close proximity to the control process or specific parts of the process. The purpose of the present invention is to provide an I10 device with individual I/O points as follows. Another object of this invention is to provide an I10' system that includes means for monitoring, controlling, and diagnosing each I/CJ point independently of a conventional central processing unit. Other objects, features and advantages of the invention will become apparent from the detailed description below.

発明の概要 この発明はプログラマブル制御装置に使うインテリジェ
ント入力/出力装置を提供する。この装置は、その各々
が制御するプロレス又はその一部分に近接して配置し得
る様な複数個の入力/出力(I/O>モジュールを持っ
ている。各モジュー”ルが通信回線を介して、I / 
OM iff器を通じて中央処理装置1l(CPU)に
相互接続される。各モジュールは複数個の入力/出力回
路で構成されて、おり、その各々の入力/出力回路はく
プロセスからの入力信号を受取る)入力回路として、又
は(プロセスに対ザる出力制御信号を供給する)出力回
路として選択的に動作させることが出来る。この一方又
は他方のどちらとして動作させるかの選択は、CPUと
それに記憶された動作プログラムによってl1ij制御
することが好ましい。更に各々のI10モジュールは、
各々のI10回路を直接的に制御すると共に、各々のI
10回路とI10制御器及びCPUとの間で診断信号及
び制御信号を秩序正しく交換する動作側m+装置(マイ
クロコントローラ)を持っている。各モジュールの動作
制御装置とその各々のI10回路との間の通信は、1対
の導体を介して行うことが好ましい。その一方の導体が
一組の反復的な制御信号(例えば信号フレームの形式で
)を伝達し、その他方が符号化された診断信号を伝達す
る。各々のI10モジュールの特徴として、I10回路
とプロセスとの間で入力信号及び出力信号を伝達する導
体を終端する手段を設けるd この発明の要旨は特許請求の範囲に具体的に且つ明確に
記載・しであるが、この発明は以下図面について説明す
る所から、更によく理解されよう。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention provides an intelligent input/output device for use in a programmable control device. The device has a plurality of input/output (I/O) modules, each of which may be located in close proximity to the wrestling or portion thereof that it controls. I /
It is interconnected to a central processing unit 11 (CPU) through an OM if. Each module consists of a plurality of input/output circuits, each of which can act as an input circuit (receives an input signal from the process) or provides an output control signal to the process. ) can be selectively operated as an output circuit. The selection of whether to operate as one or the other is preferably controlled by the CPU and the operating program stored therein. Additionally, each I10 module:
Each I10 circuit is directly controlled, and each I10 circuit is directly controlled.
It has an operating m+ device (microcontroller) that exchanges diagnostic and control signals in an orderly manner between the I10 circuit and the I10 controller and CPU. Communication between each module's operational controller and its respective I10 circuit is preferably via a pair of conductors. One conductor carries a set of repetitive control signals (eg, in the form of a signal frame) and the other carries a coded diagnostic signal. Each I10 module is characterized by means for terminating conductors that convey input and output signals between the I10 circuitry and the process. However, the present invention will be better understood from the following description of the drawings.

発明の詳細な説明 第1図に示すプログラマブル制御装置は中火処理装置(
CPtJ)20、入力/出力(Ilo>制御器22)複
数個の入力/出力(I/O)モジュール24乃至26、
及び各々のI10モジュール24乃至26をI10制御
器22ど相互接続するデータ通信回線28を有する。こ
れらのCPU20を除く部品は、全般的に制御装置の入
力/出力装置を構成する。CPU  20は大体普通の
設計であって、データを処理して制御する為の1つ以上
のマイクロプロセッサと、動作プログラム及び入力/出
力データを記憶し、更に内蔵プログラムの実行及び制御
の実施に使われる、計算で求められた他の中間又は永久
データを記憶する為のメモリとを含んでいてよい。更に
、CP’U  20が十分に機能を持つ様にする為に、
必要に応じて、電源装置の様な他の普通の要素も設けら
れる。■10制御器22が種々のI10モジュール24
乃至26とCPLI  20との間で交換される情報を
制御する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The programmable control device shown in FIG.
CPtJ) 20, input/output (Ilo>controller 22) a plurality of input/output (I/O) modules 24 to 26,
and a data communication line 28 interconnecting each I10 module 24-26 to the I10 controller 22. These components excluding the CPU 20 generally constitute the input/output device of the control device. CPU 20 is generally of conventional design and includes one or more microprocessors for processing and controlling data, storing operating programs and input/output data, and for executing internal programs and implementing control. and a memory for storing other intermediate or permanent calculated data. Furthermore, in order to ensure that the CPU'U 20 has sufficient functionality,
Other conventional elements such as a power supply are also provided as required. ■10 controller 22 connects various I10 modules 24
26 and the CPLI 20.

各々のI10モジュール24乃至26は、CPtJ  
20及び]10制御器22から離れていて、制御するプ
ロセスに密に接近する別々の場所に置くことが出来る。
Each I10 module 24-26 has a CPtJ
20 and ]10 can be located at separate locations remote from the controller 22 and in close proximity to the process it controls.

第1図には3つのI10モジュールしか示してないが、
実際の数がこれよりずっと多いことは云うまでもない。
Although only three I10 modules are shown in Figure 1,
Needless to say, the actual number is much higher.

例えばこ1で説明する装置では、16個の別々のI10
モジュールを容易に収容することが出来る。各々のI1
0モジュールは他のモジュールとは独立であり、夫々他
の全てのI10モジュールによって制御されるプロヒス
とは別個のプロセスを制御する為の専用のモジュールと
することが出来る。
For example, in the device described in Section 1, 16 separate I10
Modules can be easily accommodated. each I1
The 0 module is independent of other modules and each can be a dedicated module for controlling processes separate from the prohis controlled by all other I10 modules.

第10図では、例えばN番目のI10モジュール26が
一般化して示したプロセス30を制御することが示され
ている。プロセス30に関連する入力及び出力信号が、
プロセス30とI10モジュール26の間を伸びる導体
32によって伝えられる。勿論、プロセス30は事実上
どんな形式であってもよい。然し1、何れにせよ、それ
がプロセス30の状態を感知する種々のセンサ、スイッ
チ等(具体的に示してない)を含んでいる。プロセスか
らの情報はI10モジュール26に対する入力信号の形
である。プロセス30は、I10モジュール26.かう
の出力信号を受取り、プロセス30の制御を行う被制御
要素(例えばポンプ、モータ等、これも示してない)を
も含む。同様に、他の各々のI10モジュール24.2
5も入力装置及び出力装置等の各プロセスに関連した装
置に相互接続される。
In FIG. 10, for example, the Nth I10 module 26 is shown controlling a generalized process 30. Input and output signals associated with process 30 include:
Conducted by a conductor 32 extending between process 30 and I10 module 26. Of course, process 30 may take virtually any form. However, 1, in any case, it includes various sensors, switches, etc. (not specifically shown) that sense the status of the process 30. Information from the process is in the form of input signals to the I10 module 26. Process 30 includes I10 module 26. Also included are controlled elements (eg, pumps, motors, etc., also not shown) that receive the output signals and provide control of the process 30. Similarly, each other I10 module 24.2
5 are also interconnected to devices associated with each process, such as input devices and output devices.

データ通信回線28は直列回線であることが好ましいが
、CPU  20とI10モジュール24乃至26の間
で信号を並列に伝送することも容易に行うことが出来る
。何れの場合でも、I10モジュール24乃至26がC
PU  20との通信の為、通信回線28に接続される
。通信回線28は1対の捩り導体、同軸ケーブル、光ス
アイバー・ケーブルで構成することが出来、何れもコス
ト及び利用し易さと云う観点から受入れることが出来る
Although data communication line 28 is preferably a serial line, it is readily possible to transmit signals in parallel between CPU 20 and I10 modules 24-26. In either case, the I10 modules 24 to 26 are
For communication with the PU 20, it is connected to a communication line 28. Communication line 28 can be constructed from a pair of twisted conductors, a coaxial cable, or an optical siber cable, all of which are acceptable from the standpoint of cost and ease of use.

第1図のI10モジュール24には各々のI10モジュ
ールの全体的な電子回路構造がブロック図で例示されて
いる。
I10 module 24 of FIG. 1 illustrates in block diagram form the overall electronic circuit structure of each I10 module.

即ち、マイクロコントローラ36が、CPU20と情報
を交換する為のインターフェイス・ボートを持つと共に
、I10モジュールの種々の要素を制御し且つ故障の発
生を診断する動作の内蔵プログラムを実施づ−る為の関
連したメモリ(図に示してない)を持っている。更に複
数個の個別のI/O点(又はI/O回路)37乃至39
がアリ、その各々は入力点として又は出力点として選択
的に動作させることが出来、且つその各々は制御される
プロセスの入力又は出力要素と導体を介して直接的に個
別に結合される。I/O点37乃至39が導体母線40
によってマイクロコントローラ36に接続される。任意
の特定のI10モジュール24乃至26にあるI/O点
37乃至39の数ば、放熱並びにマイクロコントローラ
36の制約の様な実際的な観点によって決まる。然し・
、1例として云えば、I10モジュール1個あたり16
個のI/O点を設けるのが非常に実、用的で便利である
ことが判った。
That is, the microcontroller 36 has an interface board for exchanging information with the CPU 20, as well as an association for implementing built-in programs for controlling the various elements of the I10 module and for diagnosing the occurrence of faults. memory (not shown). Furthermore, a plurality of individual I/O points (or I/O circuits) 37 to 39
, each of which can be selectively operated as an input point or an output point, and each of which is directly and individually coupled via a conductor to an input or output element of the controlled process. I/O points 37 to 39 are conductor busbars 40
is connected to the microcontroller 36 by. The number of I/O points 37-39 on any particular I10 module 24-26 depends on practical considerations such as heat dissipation and microcontroller 36 constraints. However,
, as an example, 16 per I10 module
It has been found to be very practical and convenient to provide multiple I/O points.

入ツク及び出力部品の完全さ及び作用能力を検証すると
共に保守及び故障診断の為、監視装置42が設けられて
いる。監視装置42は手で持てる寸法にして、成るI1
0モジュールから別のI10モジュールへ容易に便利に
移動することが出来る様にすることが好ましい。これは
各々のI10モジュールにケーブルによって接続される
様になっている。このケーブルは、I10モジュールに
固饋されたコネクタと合さるコ、ネクタを持っている。
Monitoring equipment 42 is provided to verify the integrity and functionality of input and output components, as well as for maintenance and fault diagnosis. The monitoring device 42 is sized to be held in hand and consists of I1
It would be preferable to be able to easily and conveniently move from one I10 module to another I10 module. This is to be connected by a cable to each I10 module. This cable has a connector that mates with a connector secured to the I10 module.

このケーブル並びにそれと合うコネクタが第1図に図式
的に示されている。第1図゛では、監視装置42がマイ
クロコントローラ36のインターフェイス・ボートを介
してI/、0モジユール24に接続されている。
This cable as well as its mating connector are shown diagrammatically in FIG. In FIG. 1, a monitoring device 42 is connected to the I/,0 module 24 via the interface port of the microcontroller 36.

1つのI10モジュールに接続した時、携帯式の監視装
置42はこのモジュールのI/O点を監視して制御する
ことが出来る様にすると共に、このモジュールに関連す
る診断情報を表示する。携帯式の監視装置が中央処理装
置(CPU)20とは無関係に、且つCPU、20が存
在しなくても、こういう機能を実行することが有利であ
る。例えば監視装置42は、出力点をAン及びオフに転
すると共に、入力点の状態を読取る様に作用する。
When connected to an I10 module, the portable monitoring device 42 allows the module's I/O points to be monitored and controlled, as well as displaying diagnostic information related to the module. It would be advantageous for the portable monitoring device to perform these functions independently of the central processing unit (CPU) 20, and even in the absence of the CPU, 20. For example, the monitoring device 42 operates to turn the output points A on and off, as well as read the status of the input points.

故障が発生した場合、監視装置42鵠故陣の性格と場所
の表示をも発生することが出来る。携帯式の監視装置4
2が、英数字を表示するデータ表示パネル44と、アド
レス・プログラミング並びにI/Oモジユール24乃至
26の作動を行わせる一粗のキー・スイッチ46を持つ
ことが認められよう。
In the event of a failure, the monitoring device 42 can also generate an indication of the nature and location of the failure. Portable monitoring device 4
It will be appreciated that 2 has a data display panel 44 for displaying alphanumeric characters and a crude key switch 46 for address programming and operation of I/O modules 24-26.

第2図には、携帯式の監視装置及び個別のI10モジュ
ールの好ましい物理的な形が例示されている。即ち、図
示のI10モジュール51は実質的に端子ブロックの形
をしていて、制御するプロセスの入力及び出力装置と接
続される導体に接続部る為の1列の導体端子53を持っ
ている。端子53はねじ形接続部にすることが出来る。
FIG. 2 illustrates the preferred physical form of a portable monitoring device and a separate I10 module. That is, the illustrated I10 module 51 is substantially in the form of a terminal block and has a row of conductor terminals 53 for making connections to conductors that are connected to the input and output devices of the process being controlled. Terminal 53 can be a threaded connection.

この接続部では、ねじを接続線又は端子片に対して締付
ける。各々のI/O点又は回路が対応する端子接続部に
割当てられる。更に、外部電源(交流又は直流)に接続
する為、並びに第1図に示す様にデータ通信回線に接続
する為の端子が割当てられている。各々のI/O点の状
態を表示する発光ダイオード(LED)55の形をした
可視表示器が設けられている。別のLED  57.’
58がモジュール5組の動作を表わす。例えばLED 
 57は(モジュールの内部又は外部の何れかに)故障
状態が存在することを表わし、LED  58は正常な
動作状態を表わす。モジュール51にはクープル・コネ
クタ60と合さるコネクタ59を設け、こうしてケーブ
ル61を介して携帯式の監視装置49に接続される。
At this connection, the screw is tightened against the connecting wire or terminal piece. Each I/O point or circuit is assigned a corresponding terminal connection. Furthermore, terminals are allocated for connection to an external power source (AC or DC) and, as shown in FIG. 1, for connection to a data communication line. A visual indicator in the form of a light emitting diode (LED) 55 is provided to indicate the status of each I/O point. Another LED 57. '
58 represents the operation of five sets of modules. For example, LED
57 indicates that a fault condition exists (either internal or external to the module) and LED 58 indicates a normal operating condition. The module 51 is provided with a connector 59 that mates with a couple connector 60 and is thus connected to the portable monitoring device 49 via a cable 61.

図示の携帯式の監視装置4“9は、第1図に関連して前
に説明した様に、それが接続されたI10モジュールを
働かせることが出来る。即ち、携帯式の監?l装庫は、
I10モジュールが第1図に示す様に中央処理装置に接
続されていなくても、それを作動して完全に検査するこ
とが出来る。
The illustrated portable monitoring device 4'9 is capable of operating the I10 module to which it is connected, as previously explained in connection with FIG. ,
Even if the I10 module is not connected to the central processing unit as shown in FIG. 1, it can be activated and fully tested.

第3図のブロック図はI10モジュール80を詳しく示
している(これは第1図のモジュール24乃至26の内
のどの1つとも実質的に同じである)。即ち、I10モ
ジュール80が8個の別々のI/O点81乃至88から
成るグループを持つている。各々のI/O点がマイクロ
コントローラ90ど制御及び診断情報信号をやり取りす
る。交流又は直流の電力が端子H及びNに供給される。
The block diagram of FIG. 3 details the I10 module 80 (which is substantially the same as any one of modules 24-26 of FIG. 1). That is, I10 module 80 has groups of eight separate I/O points 81-88. Each I/O point exchanges control and diagnostic information signals with the microcontroller 90. AC or DC power is supplied to terminals H and N.

端子H,Nに接続された電源が内部直流電源装置94に
電力を供給すると共に、モジュール80をその一部分と
して含むプログラマブル制御装置によって制御される外
部出力負荷(例えば被制御要素)があれば、この負荷に
対して電力を供給する。
A power supply connected to terminals H, N provides power to the internal DC power supply 94 and provides external output loads (e.g., controlled elements), if any, controlled by a programmable controller of which module 80 is a part. Supply power to the load.

電源装置94は単に、I10モジュール内に含まれる、
動作に直流電力を必要とする全ての要素に対する直流電
源である。
Power supply 94 is simply included within the I10 module.
This is a DC power supply for all elements that require DC power for operation.

各々のI/O点81乃至8\が夫々1対の導体9 ”5
乃至102を介してマイクロコントローラ90に接続さ
れる。多対の内のD線と呼ぶ一方の導体が関連したI/
O点に対する制御データを伝える。多対の他方の導体す
なわちM線が1’10点からの状態及び診断情報をマイ
クロコントローラ90に伝える。各々のI/O点81乃
至88はまた電源装置94から電力(例えば15ボルト
)を受取る様に接続されていると共に、夫々電源端子H
及びNにも接続されている。端子HXNに接続された外
部電源が例えば交流115又は230ボルト線路である
場合、端子H及びNは単にこの線路の活線側及び中性点
側を指ず。然し、外部電源が直流である場合、端子Hは
その電源の正の側であり、端子Nは負の側である。更に
各々のI10モジュール81乃至88が2重作用を持つ
入力、/出力端子を持っている。I/O点を出力点とし
て動作させた場合、そのI/O点の入力/出力端子が、
プロレスの内、このI/Q点に制御作用が割当てられて
いる被制御要素(又は負荷)に接続される。
Each I/O point 81 to 8\ has a pair of conductors 9''5
102 to the microcontroller 90. I/
Convey control data for point O. The other conductor of the multiple pair, the M wire, conveys status and diagnostic information from the 1'10 point to the microcontroller 90. Each I/O point 81-88 is also connected to receive power (e.g., 15 volts) from a power supply 94 and has a respective power terminal H.
and N. If the external power supply connected to terminal HXN is, for example, an AC 115 or 230 volt line, terminals H and N simply refer to the live and neutral sides of this line. However, if the external power supply is DC, terminal H is the positive side of the power supply and terminal N is the negative side. Additionally, each I10 module 81-88 has dual-function input/output terminals. When an I/O point is operated as an output point, the input/output terminal of that I/O point is
In professional wrestling, this I/Q point is connected to a controlled element (or load) to which a control action is assigned.

他方、I/O点が入力点として動作する場合、そのI/
O点の入力/出力端子が入力装置からの入力信号を受取
る。この為、同じ入力/出力線が。
On the other hand, if an I/O point operates as an input point, the I/O point
An input/output terminal at point O receives an input signal from an input device. For this reason, the same input/output lines.

マイクロコントローラ90からの指令と、入力又は出ツ
ノ装置の2蕃目の(又は基準)接続とに応じて、両方の
作用に使われる。1例として、I/O点82が出力点と
して作用し、負荷装@89に対する電力をオン又はオフ
に転することが示されている。負荷89がI/O点82
の入力/出力線と電源のN線との間に接続される。これ
と対照的に、I10点84が入力点として動行し、入力
スイツチング装置91が入力/出力線と電源の1」線の
間に接続されることが示されている。I/O点81乃至
88の任意の1つは、そのI/O点の内部回路に幾分関
係するが、出力様式では直流シンクの様な直流源として
、又は交流源として動作することが出来る。回路のこう
いう面については後で詳しく説明する。
It is used for both functions, depending on the commands from the microcontroller 90 and the second (or reference) connection of the input or output horn device. As an example, I/O point 82 is shown acting as an output point, turning power on or off to a load @89. Load 89 is I/O point 82
is connected between the input/output line of the power supply and the N line of the power supply. In contrast, I10 point 84 acts as an input point and input switching device 91 is shown connected between the input/output line and the 1'' line of the power supply. Any one of the I/O points 81 to 88 can operate as a DC source, such as a DC sink, or as an AC source in output mode, depending somewhat on the internal circuitry of that I/O point. . This aspect of the circuit will be explained in more detail later.

各々の1 ’/ 0点81乃至88からM線を介してマ
イクロコントローラに供給される情報は、負荷電流の状
態(高又は低)、このI/O点に供給された電力レベル
、I/O点の温度状態、任意の入力装置の状態を報告す
るデータ並びにその他の情報を含んでおり、これら全て
は後で更に詳しく説明する。
The information provided to the microcontroller via the M line from each 1'/0 point 81-88 includes the state of the load current (high or low), the power level provided to this I/O point, the I/O It includes data reporting the temperature status of a point, the status of any input devices, as well as other information, all of which will be described in more detail below.

第1図について概略を説明した様に、各々のI/O点8
1乃至88の制御が最終的には中央処理装置によって決
定される。第3図では、CPUとの通信はマイクロコン
トローラ90のインターフェイス・ボート(好ましく′
は直列ボート)及びデータ通信回線106(第1図の2
8に相当する)を介して行われる。第3図のモジュール
80と実質的に同様なこの他のI10モジュールもデー
タ通信回線106に接続することが出来る。マイクロコ
ントローラ90は中央処理装置の指令に応答するが、I
10モジュール80内にある各々のI/O点を局部的に
分布した形で制御する。マイクロコントローラ90は動
作制御装置であって、内蔵プログラムに従って、中央処
理装置からの指令並びに各々のI/O点81乃至88か
らM線を介して受取った信号の関数として動作する。第
3図には詳しく示してないが、マイクロコントローラ9
0はプログラムを記憶する為、並びにプログラムを実行
して所期の制御作用を行うのに必要なその他のデータを
記憶する為のメモリをも含んでいる。
As outlined with respect to Figure 1, each I/O point 8
1 to 88 are ultimately determined by the central processing unit. In FIG. 3, communication with the CPU is via an interface port (preferably '
is a series boat) and data communication line 106 (2 in FIG.
8). Other I10 modules substantially similar to module 80 of FIG. 3 may also be connected to data communication line 106. The microcontroller 90 is responsive to commands from the central processing unit;
Each I/O point within the 10 module 80 is controlled in a locally distributed manner. Microcontroller 90 is an operational control device that operates according to a built-in program as a function of commands from the central processing unit and signals received via the M line from each I/O point 81-88. Although not shown in detail in Figure 3, the microcontroller 9
0 also includes memory for storing programs as well as other data necessary to execute the programs and perform the intended control actions.

第4図の簡略ブロック図は、出力スイッチング装置を除
いたI/O回路の好ましい実施例を示す。
The simplified block diagram of FIG. 4 shows a preferred embodiment of the I/O circuit without the output switching devices.

即ち、I/’O点が通信部分111と制御及び感知部分
113とを含む。通信部分111(これを最初に説明す
る)がタイマ117、出力データ・フィルタ119、出
力選択器120.2ビツト計数器121、最終状態保持
ラッチ123、ディフォールト(default )う
、ツチ124、状態符号化器125、状態ラッチ127
及びデータ選択器129を含む。
That is, the I/'O point includes a communication part 111 and a control and sensing part 113. The communication section 111 (which will be explained first) includes a timer 117, an output data filter 119, an output selector 120, a 2-bit counter 121, a final state holding latch 123, a default output, a switch 124, and a status code. converter 125, status latch 127
and a data selector 129.

通信部分111がD線を介して動作制御装置(例えば第
3図のマイクロコントローラ90)からの信号SIGを
受取ると共に、導体6本の母線115を介して一組の状
態を表わす(診断)信号を受取る。通信部分111は制
御及び感知部分113に対してオン/オフ指令信号を発
生すると共に、M線を介してマイクロコントローラに対
し、診断信@(STATE)を送る。オン/オフ指令信
号が最終的にスイッチング装置(これは絶縁ゲート・ト
ランジスタIGTであることが好ましいが、後で説明す
る)を制御する。このスイッチング装置の動作は、I/
O点が入力点として作用するか出力点として作用するか
によって決まる。第5図及び第6図は通信部分11組の
動作に関連する成る信号の間の関係を例示しており、こ
れらの図を第4図と共に参照されたい。
A communication portion 111 receives a signal SIG from an operating control device (e.g., microcontroller 90 in FIG. 3) via the D line and sends a set of status-indicative (diagnostic) signals via a six-conductor bus 115. Receive. The communication section 111 generates on/off command signals to the control and sensing section 113 and also sends a diagnostic signal @(STATE) to the microcontroller via the M line. The on/off command signal ultimately controls a switching device, which is preferably an insulated gate transistor IGT and will be explained later. The operation of this switching device is
It depends on whether the O point acts as an input point or an output point. 5 and 6 illustrate the relationship between the signals associated with the operation of the communication portions 11, and these figures should be referred to in conjunction with FIG.

制御信号SIGは、オン/オフ情報、最終状態保持(H
LS)情報、ディフォールト状態(DEF)情報及びタ
イミング情報を含む符号化パルス列である。これは一連
のフレームで構成され、各々のフレームは2個又は4個
のパルスを含み、その後、1個のパルスが省略され、即
ち消失パルスが続いている。[消失パルスJが通信部分
1組の動作を再同期さUるのに役立つ。2個又は4個の
パルスの各々は25%又は75%の何れかのデユーティ
・サイクルを持っている。1フレーム内のパルスの間の
時8丁が一定であり、これが「消失パルス」の持続時間
でもある。制御信号SIGが最初はタイマ117に印加
され、そこでその立上りによって、タイマ117をリセ
ットし、イーのタイミング・サイクルを開始する。この
為、タイマ117は、信号SIGの各々の立上りから約
0゜5T後にクロック信号CLKの立上りを出す。信号
CLKを使って2ビツト計数器121、出力データ・ノ
イルタ119及びラッチ123,124のクロック動作
を行う。最初にリセットされて(Xないと、タイマ11
7は、信号SIGの立上り力1ら約1.5T後に同期信
号5YNCの立上りをも発生し、信号SIGの立上りか
ら少し長い時間(例えば2.5T)後に信号LO3の立
下りを出゛す。通常、信号SIGの立上りはTの間隔で
発生し、この為、タイマ117は信号5YNc又(よL
百の変化が発生する前にリセットされる。然し、「消失
パルス」 (同期期間)が発生すると、信号SIGの立
上りの間に2Tの時間があり、信号5YNCが約0.5
7の間高になる。ノ(パルス(fi号5YNCが通信部
分111をリセットし、こうしてこれから新しいフレー
ムが開始することを知らせる。信号SIGの立上りの間
に2.5Tよ1り長(1期間があると、信号口開1が低
になり、信号の損失が起こったことを通信部分111に
知らせる。
The control signal SIG includes on/off information, final state retention (H
LS) information, default state (DEF) information, and timing information. It consists of a series of frames, each frame containing two or four pulses, followed by one omitted pulse, ie a vanishing pulse. [The vanishing pulses J serve to resynchronize the operation of a set of communicating parts. Each of the two or four pulses has a duty cycle of either 25% or 75%. The time between pulses within one frame is constant, and this is also the duration of the "vanishing pulse". Control signal SIG is initially applied to timer 117, where its rising edge resets timer 117 and begins the E timing cycle. Therefore, the timer 117 outputs the rising edge of the clock signal CLK approximately 0.5T after each rising edge of the signal SIG. The signal CLK is used to clock the 2-bit counter 121, output data noiler 119, and latches 123 and 124. First reset (if not X, timer 11
7 also generates the rising edge of the synchronizing signal 5YNC about 1.5T after the rising edge force 1 of the signal SIG, and causes the falling edge of the signal LO3 to appear a little longer (for example, 2.5T) after the rising edge of the signal SIG. Normally, rising edges of the signal SIG occur at intervals of T, and therefore the timer 117 is activated by the signal 5YNc or (L).
Reset before 100 changes occur. However, when a "vanishing pulse" (synchronization period) occurs, there is a time of 2T between the rises of signal SIG, and signal 5YNC is approximately 0.5
It becomes high between 7. The pulse (fi 5YNC) resets the communication part 111 and thus signals that a new frame is about to start. 1 goes low, informing the communications portion 111 that a loss of signal has occurred.

DIiiを介してI/O点に送られるオン/オフ情報は
、制御信号SIGの各フレームの最初の2個のパルスの
中に入っている。75%のデユーティ・サイクルを持つ
パルスは論理1(スイッチ・A−ン)に対応し、25%
のデユーティ・サイクルを持つパルスは論理0(スイッ
チ・オフ)に対応1“る。後で明らかになるが、信号S
IGのノ(パルスの立上りから0.57.後に発生する
クロック・)くパルス(Cl k )が、実効的に信号
SIGをこの時サンプリングする。この為、信号SIG
として25%のデユーティ・サイクル(0,257)の
ノくパルスが送られた場合、0.5Tの時間後に低レベ
ル又は論理0が得られる。他方、75%のデユーティ・
サイクル(0,75T)のパルスが送られた場合、0.
57の時間後に高レベル又【ま論理1が得られる。信号
SIGの最初の2つのノクパルス【よ冗良性のために伝
送される。即ち、通信部分111が、オン/オフ指令に
応答する為には、最初の2つのパルスが一致(両方1又
は両方O)しなければ−ならない。こういう目的の為、
制御信号SIGが出力データ・フィルタ119に供給さ
れ、このフィルタが制御信号の最初の2つのパルスを実
効的にサンプリングして比較する。2つのパルスが(例
えば雑音の干渉の為に)相異なる場合、出力データ・フ
ァイル119は最後に受取った有効なオン/オフ指令を
保持する。
The on/off information sent to the I/O point via DIii is contained in the first two pulses of each frame of control signal SIG. A pulse with a duty cycle of 75% corresponds to a logic 1 (switch A-on) and a pulse with a duty cycle of 25%
A pulse with a duty cycle of 1" corresponds to a logic 0 (switch off).As will become clear later, the signal S
The clock pulse (Cl k ) of IG, which occurs 0.57 seconds after the rise of the pulse, effectively samples signal SIG at this time. For this reason, the signal SIG
If a pulse is sent with a duty cycle of 25% (0,257), a low level or logic 0 will be obtained after a time of 0.5T. On the other hand, 75% duty
If a pulse of cycle (0,75T) is sent, 0.
A high level or logic 1 is obtained after 57 hours. The first two pulses of signal SIG are transmitted for redundancy. That is, in order for the communication section 111 to respond to the on/off command, the first two pulses must match (both 1 or both O). For this purpose,
Control signal SIG is provided to output data filter 119, which effectively samples and compares the first two pulses of the control signal. If the two pulses are different (eg, due to noise interference), the output data file 119 retains the last valid on/off command received.

制御信号の1フレームが2個でなく4個のパルスを持つ
場合、3番目及び4番目のパルスを使って、夫々最終状
態保持ラッチ1.23及びディフォールト・ラッチ12
5を更新する。これらのラッチ123.124の内容は
、3番目及び4番目のパルスを受取った時にだけ変更さ
れる。3番目のパルス位置が論理1であると、最終状態
保持信号HLSが高にレットされ、3番目のパルス位置
が論理0であると、信号HLSが低になる。信号HLS
が最終状態保持ラッ′チ123の出力に現われ、出力選
択器120及び状態符号化器125に供給される。同様
に、4番目のパルスがディフォールト信号DEFを高又
は低(高=オン、低=オフ)に設定する。ディフォール
ト信号DEF及びその補1t(DEFがディフォールト
・ラッチ124の出力として現われる。ディフォールト
信号DEFが状態符号化器125に供給され、その補数
DIEFが出力選択器120に供給される。マイクロコ
ントローラからの通信がない場合(即ち、制御信号がな
く;信@LO8が低になる場合)、信号HLSが出力選
択器120に指令して、前のオン/オフ状態を保持させ
るか、或いはディフォールト状態をとらせる。信号HL
Sが論理1であれば、前の状態が保持される。信号HL
Sが論理Oであれば、信号LO8が低になるや否や、デ
ィフォールト状態をとる。この動作の利点は明らかであ
る。
If one frame of the control signal has four pulses instead of two, the third and fourth pulses are used to activate the final state holding latch 1.23 and the default latch 12, respectively.
Update 5. The contents of these latches 123, 124 are only changed upon receipt of the third and fourth pulses. A logic 1 in the third pulse position causes the final state hold signal HLS to be let high, and a logic 0 in the third pulse position causes the signal HLS to go low. Signal HLS
appears at the output of final state holding latch 123 and is provided to output selector 120 and state encoder 125. Similarly, the fourth pulse sets the default signal DEF high or low (high = on, low = off). Default signal DEF and its complement 1t (DEF appear as the output of default latch 124. Default signal DEF is provided to state encoder 125 and its complement DIEF is provided to output selector 120. If there is no communication from (i.e., no control signal; signal@LO8 goes low), signal HLS instructs output selector 120 to retain the previous on/off state or default to Take the state.Signal HL
If S is a logical 1, the previous state is retained. Signal HL
If S is a logic O, it assumes the default state as soon as signal LO8 goes low. The advantages of this operation are obvious.

すなわち、I/O点と制御要素(即ち第1図及び第3図
のマイクロコントローラ)の間の通信が失われた場合、
オン/オフ状態が強制的に予め選ばれた好ましい状態に
なる。
That is, if communication between the I/O point and the control element (i.e. the microcontroller of FIGS. 1 and 3) is lost;
The on/off state is forced to a preselected preferred state.

2ビツト計数器121がクロック・パルス(CLK)を
計数して、出力カウントSO及びSlを発生する。これ
らはOと3の間の2進値を持つ。
A 2-bit counter 121 counts the clock pulses (CLK) and generates output counts SO and SI. These have binary values between 0 and 3.

このカウントは、1フレーム内のどのパルスを受取って
いるかを表わし、出力データ・フィルタ119、最終状
態保持ラッチ123、ディフォールト・ラッチ124及
びデータ選択器129に(信号SO及びSlとして)供
給され、各々の回路が1フレームの中の適当なパルスだ
けに応答する様にする。
This count represents which pulse within a frame is being received and is provided (as signals SO and SI) to the output data filter 119, final state holding latch 123, default latch 124 and data selector 129; Each circuit responds only to the appropriate pulse within a frame.

第5図の波形は種々の状態に対する信号SIG。The waveforms in FIG. 5 are signal SIG for various conditions.

CLK、5YNC,LoS及U ;t > / オフ 
信号(7)関係を示ず。最初のフレーム(参照の便宜の
為、フレームには任意にフレーム番号を付しである)で
は、信号SIGとして2つの冗長な25%のデユーティ
・サイクルを持つパルスが論理Oすなわちオフ・スイッ
チ状態に対応して送られる。信号SIGのパルスの立上
りから0.5Tの時にクロック・パルスが発生される。
CLK, 5YNC, LoS and U ;t > / Off
Signal (7) shows no relationship. In the first frame (frames are arbitrarily numbered for ease of reference), two redundant 25% duty cycle pulses as signal SIG go to logic O or off switch state. Sent accordingly. A clock pulse is generated at 0.5T from the rising edge of the signal SIG pulse.

2つの冗長パルスの後、同期期間又は「消失パルス」が
ある。消失パルスにより、パルス信号5YNCが発生さ
れ、フレームの終りであることを知らぜる。信号SIG
の2つのパルスが共に25%のデユーディ・サイクルを
持つから、オン/オフ指令は低にどイまり、信号+−O
Sは高にとイまる。
After the two redundant pulses, there is a synchronization period or "vanishing pulse". The erasure pulse generates a pulse signal 5YNC, indicating the end of the frame. Signal SIG
Since the two pulses both have a duty cycle of 25%, the on/off command remains low and the signal +-O
S is high.

2番目のフレームでは、信号SIGの最初のパルスが2
5%のデユーティ・サイクルで、2番目が75%のデユ
ーティ・サイクルである。同一でないことは、例えば雑
音の干渉によるものであることがある。この場合、最初
のフレームと同じ様に、信号CLK及び5YNCのパル
スが再び発生され、信号L O,Sは高にとイまる。然
し、信号SIGの2つのパルスが相異なる為、オン/オ
フ信号は前の値、今の場合は低を保つ。3番目のフレー
ムでは、信号STGのパルスが共に75%のデューティ
パす゛イクルの持続時間を持ら、オン/オフ・スイッチ
信号をオン・レベルに高くすべきであることを知らせる
。これは、信@8IGの2番目のパルスに続くクロック
・パルスの立上りの時に行われる。4番目のフレームで
は、制御信号SIGのパルス間で同一性がなく、その為
オン/オフ線が高にとイまる。5番目のフレームは、共
に25%のデユーティ・サイクルを持つ2つの冗長なパ
ルスが発生したことにより、オン/オフ線が低レベルに
復帰する。6番目のフレームでは、信号SIGは4つの
75%のデコーディ・サイクルを持つパルスを含む。6
番目のフレームは、4つのパルスと「消失パルス」を収
容する為に持続時間が幾分伸びている。信号SIGの第
1及び第2のパルスがオン/オフ信号を高に戻す。第5
図に示してないが、このフレームの第3のパルスが、そ
の特出るクロック・パルスの立上りと同時に信号トIL
sを高にし、このフレームの第4のパルスが信号1)E
Fを高にする。
In the second frame, the first pulse of signal SIG is 2
5% duty cycle and the second is 75% duty cycle. The non-identity may be due to noise interference, for example. In this case, as in the first frame, the signals CLK and 5YNC are pulsed again and the signals LO,S remain high. However, since the two pulses of signal SIG are different, the on/off signal remains at its previous value, in this case low. In the third frame, the pulses of signal STG both have a 75% duty cycle duration and signal that the on/off switch signal should be raised to the on level. This occurs on the rising edge of the clock pulse following the second pulse of signal@8IG. In the fourth frame, there is no identity between the pulses of the control signal SIG, so the on/off line remains high. The fifth frame returns the on/off line to a low level due to the occurrence of two redundant pulses, both with a duty cycle of 25%. In the sixth frame, signal SIG contains four pulses with 75% decoding cycles. 6
The second frame is somewhat extended in duration to accommodate the four pulses and the "vanishing pulse". The first and second pulses of signal SIG return the on/off signal high. Fifth
Although not shown in the figure, the third pulse of this frame occurs at the same time as the rising edge of that particular clock pulse.
s high and the fourth pulse of this frame is the signal 1) E
Set F to high.

オン/オフ、ディフォールト及び最終状態保持情報の他
に、制御信号SIGは、状態データ又は診断データをマ
イク[1コントローラに送り返すタイミングを定める。
In addition to on/off, default, and last state information, the control signal SIG determines when status or diagnostic data is sent back to the microphone controller.

状態符号化器125が、オン/オフ信号、信号DE、F
及びHLSのビットと共に、制御及び感知部分113か
ら、導体母線115を介して6つのスイッチ状態を入力
として受取る。状態符号化器125はこれらの入力信号
を組合せて4ビツトの符号化状態メツセージを形成し、
ぞれが状態ラッチ127に供給される。データ選択器1
29は4者択1(one or four ) M択器
であって、これは状態ラッチ127がらの4つのデータ
・ビットを受取り、その後、この4ビツト状態情報(S
TAT’E)をM線を介しτマイクロコントローラに逐
次的に送る。2ビツト計数器12組の出力は信号SIG
のパルスのカウントを表わし、データ選択器129を制
御して、それが信号SIGの各々のパルスを受取る瓜に
、1つのビットを送出す様にする。4つのビットは、1
番目のビット(XO)が故障状態が存在するがどうかを
示し、2番目のビット(Xl)が出力負荷に電圧が環わ
れているかどうかを示す様に符号化されている。故障が
発生ずると(XO=’O)、3番目及び4番目のビット
(X2及びX3)が故障の性格を表示する。故障が発生
しないこと(XO=1>、3番目のビットは最終状態保
持の値を表わし、4番目のビットはディフォールト値を
表わす。
A state encoder 125 generates on/off signals, signals DE, F
and HLS bits as inputs from the control and sensing portion 113 via conductor busbars 115. State encoder 125 combines these input signals to form a 4-bit encoded state message;
Each is provided to a status latch 127. Data selector 1
29 is a one or four M selector which receives the four data bits from status latch 127 and then outputs the four bit status information (S
TAT'E) is sent sequentially to the τ microcontroller via the M line. The output of 12 sets of 2-bit counters is the signal SIG
represents the count of pulses of signal SIG and controls data selector 129 so that it sends out one bit for each pulse it receives on signal SIG. 4 bits are 1
The first bit (XO) is encoded to indicate whether a fault condition exists and the second bit (Xl) indicates whether voltage is present at the output load. When a fault occurs (XO='O), the third and fourth bits (X2 and X3) indicate the nature of the fault. No failure occurs (XO=1>, the third bit represents the final state retention value, and the fourth bit represents the default value.

マイクロコントローラ90(第3図)は、通信部分11
1に送られる制御信号SIGにある1フレームあたりの
パルス数により、通信部分111からどれだけの情報を
受取るべきかを決定する。
The microcontroller 90 (FIG. 3) is connected to the communication section 11.
The number of pulses per frame in the control signal SIG sent to the communication part 111 determines how much information should be received from the communication part 111.

マイクロコントローラが、D線に信号SI、Gの立上り
を出した直後、M線の状態信号を読取る。この為、制御
信号中の1フレームあたりのパルス数と1フレームあた
りに読取る状態ビット数は同じである。通常、マイクロ
コントローラは1フレームあたり2個のパルスを出し、
ビ°ットXO及び×1を読取る。ビットXOが故障を示
す場合、マイクロコントローラは1フレームあたり4パ
ルスに切換わり、ビット×2及びX3に含まれる故障メ
ツセージを読取ることが出来る様にする。故障がない時
、最終状態保持ラッチ123及びディフォールト・ラッ
チ124の読取及び書込みの為に4パルス様式を使うこ
とも出来る。この場合、信号SIGの3番目及び4番目
のパルスが最終状態保持ラッチ及びディフォールト・ラ
ッチ124を夫々セッ、ト又はリセットし、状態信1%
5TATEのビット×2及びX3がこれら2つのラッチ
の状態を表示する。
Immediately after the microcontroller issues the rising edge of the signals SI and G on the D line, it reads the status signal on the M line. Therefore, the number of pulses per frame in the control signal and the number of state bits read per frame are the same. Typically, a microcontroller emits two pulses per frame,
Read bits XO and x1. If bit XO indicates a fault, the microcontroller switches to four pulses per frame, allowing the fault message contained in bits x2 and x3 to be read. A four-pulse regime can also be used to read and write final state hold latch 123 and default latch 124 when there are no faults. In this case, the third and fourth pulses of signal SIG set or reset the final state hold latch and default latch 124, respectively, so that the state signal remains at 1%.
Bits x2 and x3 of 5TATE indicate the status of these two latches.

第4図の制御及び感知部分113が、スイッチ論理回路
133、比較回路135及びゲート駆動回路137を含
む。スイッチ論理回路133が通信部分111によって
発生されたオン/オフ信号を受取゛す、他の入力信号の
状態に応じて、ゲート駆動回路137を介して対応する
ゲート信号を電力スイッチング装置のゲート端子に供給
する。電力スイッチング装置は絶縁ゲート・トランジス
タ(IGT)であることが好ましく、これは後で更に詳
しく説明する。
Control and sensing portion 113 of FIG. 4 includes switch logic circuit 133, comparator circuit 135 and gate drive circuit 137. Control and sensing portion 113 of FIG. The switch logic circuit 133 receives the on/off signal generated by the communication portion 111 and, depending on the state of the other input signal, sends a corresponding gate signal to the gate terminal of the power switching device via the gate drive circuit 137. supply Preferably, the power switching device is an insulated gate transistor (IGT), which will be described in more detail below.

スイッチ論理回路133に供給されるこの他の信号の中
には、電源装置からの給電電圧レベル及び電力スイッチ
ング装置の温度を表わす信号がある。線路電圧、負荷電
圧及び負荷電流を表わづ信号が比較回路135の入力と
して供給される。比較回路135は、予め選ばれた低限
界、中間限界及び高限界に対する負荷電流のレベルを表
わ1一組の信号を発生ずる。比較回路135は線路電圧
レベルに対する負荷電圧レベルを表わす信号をも発生し
、交流に対しては、交流のゼロ交差を表わす信号をも発
生ずる。これら全ての信号が導体5本の母線136を介
してスイッチ論理回路133の入力に供給される。スイ
ッチング回路133に対する別の入力がAC/DCと記
されていて、交流様式又は直流様式の何れかの動作を予
め選択する為に使われる。
Among the other signals provided to the switch logic circuit 133 are signals representative of the supply voltage level from the power supply and the temperature of the power switching device. Signals representative of line voltage, load voltage and load current are provided as inputs to comparator circuit 135. Comparator circuit 135 generates a set of signals representing the level of load current for preselected low, medium and high limits. Comparator circuit 135 also generates a signal representative of the load voltage level relative to the line voltage level and, for alternating current, a signal representative of the zero crossing of the alternating current. All these signals are provided to the input of the switch logic circuit 133 via a bus 136 of five conductors. Another input to switching circuit 133 is labeled AC/DC and is used to preselect either the AC or DC mode of operation.

スイッチ論理回路133が一組の診断信号を発生し、そ
れが導体6本の母線115を介して状態符号化器125
に供給される。この一組の診断信号は、比較回路135
によって発生される電圧及び電流レベル信号と温度信号
及び給電電圧信号である。6つの診断信号は、例えば、
1)負荷′が開路である又は切離されていること、2)
負荷が第組の高限界の値を越えていて、即時の保護応答
を必要とすること、3)負荷電流が第2の高限界の値を
越えていで、予め選ばれた成る期間の開電流がこの限界
より高いま為である場合にだけ、保護応答を必要とする
こと、4)負荷電圧が印加されている又は印加されてい
ないこと、5)供給電圧の相対的なレベル、6、)電力
スイッチング装置の相対的す温度を表示する為に使うこ
とが出来る。
Switch logic circuit 133 generates a set of diagnostic signals that are routed to state encoder 125 via six conductor bus 115.
supplied to This set of diagnostic signals is provided by comparison circuit 135.
voltage and current level signals, temperature signals and power supply voltage signals generated by the The six diagnostic signals are, for example:
1) the load' is open or disconnected; 2)
3) the load exceeds a second set of high limit values and requires an immediate protective response; 3) the load current exceeds a second set of high limit values and the open current for a preselected period of time; requires a protective response only if 4) the load voltage is applied or not applied, 5) the relative level of the supply voltage, 6) It can be used to display the relative temperature of power switching devices.

種々の入力/出力スイッチング回路を設けて、制御及び
感知部分113から出るゲート信号によって制御するこ
とが出来る。例えば、雷弄効果トラン′ジスタ又はシリ
コン制御整流器(SCR)で構成されたスイッチング手
段を入力/出力スイッチング回路として使うことが出来
る。何れにせよ、好ましいスイッチング回路は、接続さ
れた負荷に対する電流を表わす信号を発生する手段を含
む電流分路を含む。然し、最も好ましいスイッチング回
路は絶縁ゲート・トランジスタ、(I G T )を使
う。
Various input/output switching circuits can be provided and controlled by gating signals output from control and sensing portion 113. For example, switching means constituted by lightning effect transistors or silicon controlled rectifiers (SCRs) can be used as input/output switching circuits. In any event, the preferred switching circuit includes a current shunt that includes means for generating a signal representative of the current to the connected load. However, the most preferred switching circuit uses an insulated gate transistor, (IGT).

一般的に1G王はゲート動作によって導電状態にし、又
は導電しなくなる様にすることが出来る電力半導体装置
である。即ち、IGTはそのゲート端子を通じてターン
オン及びターンオフの両方を行うことが出来る。成る形
式のIGTは電流エミュレーション部分を含んでおり、
これは合計IGT電流の比例的な一部分を通す様に設け
られたIGTの一部分である。エミュレーション部分は
、電流を感知する為に電力を消費する大形の分路抵抗に
頼らずに、合rl電流を監視する為に使うこと、が出来
る点で有利である。単一ゲート信号がIGTの主部分及
びエミュレーション部分の両方に於りる電流の流れを制
御する。絶縁ゲート・トランジスタはく名称が違うが〉
アイ・イー・ディー・エム(IEDM)誌82(198
2年12月号)、第264頁乃至第267頁所載のバリ
ガ等の論文「絶縁ゲート整流器(IGR):新しい電力
スイッチング装置」に記載されている。エミュレーショ
ン部分を持つIGTが出願人の係属中の米国特許出願番
号第529,240号の対象になっている。第7A図乃
至第7C図は、こ)で説明するI10装置に使うことが
出来る、IGTを用いた種々の入力/出力スイッチング
回路を示している。
In general, a 1G device is a power semiconductor device that can be made conductive or non-conductive by gate operation. That is, the IGT can be both turned on and turned off through its gate terminal. The IGT of the type includes a current emulation part,
This is a portion of the IGT that is arranged to pass a proportionate portion of the total IGT current. The emulation section is advantageous in that it can be used to monitor the total rl current without relying on large shunt resistors that consume power to sense the current. A single gate signal controls current flow in both the main and emulation portions of the IGT. The name of the insulated gate transistor is different.
IEDM Magazine 82 (198
In the article by Barriga et al., "Insulated Gate Rectifiers (IGRs): A New Power Switching Device," published in December 2013, pp. 264-267. An IGT with an emulation portion is the subject of applicant's pending US patent application Ser. No. 529,240. Figures 7A-7C illustrate various input/output switching circuits using IGTs that can be used in the I10 device described in this section.

第7A図の直流源回路では、PチャンネルI’GT 1
4組のゲート端子140にゲート信号が印加される。I
GT  141は主電流部分のエミッタ142とエミュ
レーション電流部分のJミッタ143とを持っている。
In the DC source circuit of FIG. 7A, P channel I'GT 1
Gate signals are applied to four sets of gate terminals 140. I
The GT 141 has an emitter 142 for the main current portion and a J-mitter 143 for the emulation current portion.

直流電源の正の側が主エミツタ142に直接に接続され
ると共に、負担抵抗145を介してエミュレーション部
分のエミッタ143に接続される。I G T装置のコ
レクタが、フリーホイール・ダイオード147と前置負
荷抵抗148の並列の組合せの1端に接続される。ダイ
オード147と前置負荷抵抗148の組合せの他端が直
流電源の負の側に接続される。IGT141とダイオニ
ド及び前置負荷抵抗の組合せとの接続点が入力/出力端
子149になる。実際に使う時は、入力装置と負荷が同
時に接続されることはないが、負荷150が入力/出力
端子149と負荷(即ら、出力)リターン端子152の
間に接続されることが示されており、入力装置153が
入力/出力端子149と入力リターン端子155の間に
接続されることが示されている。1リターン端子155
.152は夫々直流電源の正及び負の線と電気的に共通
である。前置負荷抵抗148は比較的高いA−ミンク値
を持ち、負担抵抗145は比較的小さいオーミック値を
持っているが、第7B図及び第7C図の回路に使われる
対応する前置負荷抵抗及び負担抵抗も同様である。例え
ば、120ボルト電源では、前置負荷抵抗148は20
キロオ一ム程度であってよく、負担抵抗145は10オ
一ム程度であってよい。
The positive side of the DC power supply is connected directly to the main emitter 142 and via a burden resistor 145 to the emitter 143 of the emulation section. The collector of the IGT device is connected to one end of a parallel combination of freewheeling diode 147 and preload resistor 148. The other end of the combination of diode 147 and preload resistor 148 is connected to the negative side of the DC power supply. The connection point between the IGT 141 and the combination of dionide and front load resistor becomes an input/output terminal 149. In actual use, the input device and the load are not connected at the same time, but the load 150 is shown connected between the input/output terminal 149 and the load (i.e., output) return terminal 152. An input device 153 is shown connected between input/output terminal 149 and input return terminal 155. 1 return terminal 155
.. 152 are electrically common to the positive and negative lines of the DC power source, respectively. Although preload resistor 148 has a relatively high A-mink value and burden resistor 145 has a relatively low ohmic value, the corresponding preload resistors used in the circuits of FIGS. 7B and 7C and The same applies to burden resistance. For example, for a 120 volt power supply, the preload resistor 148 is 20
The load resistance 145 may be on the order of 10 ohms.

第7A図の回路を出力として動作させる時、適当な時刻
にIGT  141をオン及びオフに転することにより
、負荷電流が制御される。負荷電−流が電源からIGT
  141及び負荷150を通り、電源に戻る。IGT
のエミュレーション部分により、負荷電流の監視が容易
になる。このエミュレーション部分は、負担抵抗145
とエミッタ143との接続点に負荷電流を表わす信号を
発生する。
When operating the circuit of FIG. 7A as an output, the load current is controlled by turning IGT 141 on and off at appropriate times. Load current is transferred from power supply to IGT
141 and load 150, and returns to the power supply. IGT
The emulation part facilitates load current monitoring. This emulation part has burden resistance 145
A signal representing the load current is generated at the connection point between the emitter 143 and the emitter 143.

負荷電圧が実際に印加されたことを確認する負荷電圧信
号が、前置負荷抵抗148とIGT  14組のコレク
タの接続車から取出される。線路電圧信号が前置負荷抵
抗148の他端から取出される。
A load voltage signal confirming that the load voltage is actually applied is taken from the preload resistor 148 and the IGT 14 collector connection. A line voltage signal is taken from the other end of preload resistor 148.

フリーホイール・ダイオード147は、誘導性負荷から
の逆電流に対する分路として設けられている。
Freewheeling diode 147 is provided as a shunt for reverse current from an inductive load.

17A図の回路が入力として動作する時、JGTはオフ
状態に保たれる。この時、前置負荷抵抗148の両端に
発生される電圧を監視づることにより、入力装置153
の状態(開閉)が検出される。この状態信号が負荷電圧
線を介して監視される。
When the circuit of Figure 17A operates as an input, the JGT is kept off. At this time, by monitoring the voltage generated across the front load resistor 148, the input device 153
state (open/closed) is detected. This status signal is monitored via the load voltage line.

第7B図の直流シンク入力/出力回路は、第7A図の直
流源回路と同じ動作素子を1争っているが、その形式が
若干具なる。この回路が出力として動作する時、負荷1
57が入力/出力端子158ど負荷リターン端子159
の間に接続される。負荷電流を制御する為に、IGT 
 161がオン又はオフに切換えられる。然し、IGT
161がNヂャンネルIGTであることに注意されたい
。コレクタ端子が、フリーホイール・ダイオード165
と前置負荷抵抗167の並列の組合せの1端に接続され
る。この組合せは1.負荷157を接続した端子159
,158と並列である。負担抵抗168がエミュレーシ
ョン部分のエミッタと直流電源の負の側との間に直列に
接続される。主部分のエミッタが直流電源の負の側に直
結になっている。
The DC sink input/output circuit of FIG. 7B uses the same operating elements as the DC source circuit of FIG. 7A, but in a slightly different format. When this circuit operates as an output, the load 1
57 is input/output terminal 158 and load return terminal 159
connected between. In order to control the load current, IGT
161 is switched on or off. However, IGT
Note that 161 is an N-channel IGT. Collector terminal is freewheeling diode 165
and preload resistor 167 in parallel combination. This combination is 1. Terminal 159 connected to load 157
, 158. A burden resistor 168 is connected in series between the emitter of the emulation section and the negative side of the DC power supply. The emitter of the main part is directly connected to the negative side of the DC power supply.

負荷電流を表わすIGT電流信号が、負担抵抗168と
エミュレーション部分のエミッタ163との接続点から
取出される。負荷電圧信号が入力/出力端子158から
取出され、線路電圧信号が入力リターン端子160にも
接続された直流電源の正の側から取出される。前に述べ
た直流源回路と同じく、入力/出力回路を入力として使
う時、IGT  161をオフに保ち、前置負荷抵抗1
67の両端に発生した電圧により、入力装置170の状
態が感知される。この状態信号が負荷電圧線を介して送
られる。
An IGT current signal representative of the load current is taken from the connection between the burden resistor 168 and the emitter 163 of the emulation section. A load voltage signal is taken from the input/output terminal 158 and a line voltage signal is taken from the positive side of the DC power supply which is also connected to the input return terminal 160. Similar to the DC source circuit described previously, when using the input/output circuit as an input, the IGT 161 is kept off and the preload resistor 1
The voltage developed across 67 senses the state of input device 170. This status signal is sent via the load voltage line.

第7C図は入力/出力回路を示しているが、この図では
、並列のP及びN″PIIPIIンネルIGT5.17
6が使われる。IGTゲート信号がゲート制御回路17
8に印加され、この回路はIGT  17.5..17
6を制御する(即ちオン及びオフに転する)為のく反対
極性の)2つのゲート制御信号を同時に発生する。IG
T  175のエミュレーション部分は直列接続の負担
抵抗180を持ち、[GT  176のエミュレーショ
ン部分は直列接続の負担抵抗181を持っている。IG
Tの負荷電流を表わすI’GT電流信号が、2つの負担
抵抗180,181.の両端に発生した信号を差動比較
1 ′+ 83で比較することによって得られる。
Figure 7C shows the input/output circuit, in which parallel P and N''PIIPII channels IGT5.17
6 is used. The IGT gate signal is sent to the gate control circuit 17
8 and this circuit connects IGT 17.5. .. 17
6 simultaneously generate two gate control signals (of opposite polarity) to control (ie turn on and turn off). I.G.
The emulation part of the T 175 has a series connected burden resistor 180, and the emulation part of the GT 176 has a series connected burden resistor 181. I.G.
An I'GT current signal representing the load current of T is applied to two burden resistors 180, 181 . It is obtained by comparing the signals generated at both ends of the signal using a differential comparison 1'+83.

過渡電圧抑圧装置185がI G Tの主部分と並列に
、入力/出力端子186と入力装置のリターン端子18
7の間に接続される。リターン端子187は交流線路の
片側とも電気的に共通である。前置負荷抵抗189が入
力/出力端子186と負荷リターン端子190の間に接
続される。リターン端子190が交流線路の反対側に接
続されている。
A transient voltage suppression device 185 is connected in parallel to the main part of the IGT to an input/output terminal 186 and a return terminal 18 of the input device.
Connected between 7. The return terminal 187 is electrically common to both sides of the AC line. A preload resistor 189 is connected between input/output terminal 186 and load return terminal 190. A return terminal 190 is connected to the opposite side of the AC line.

第7C図の回路が出力として作用する時、ゲート制御回
路178が、IGTゲート信号に応答して、TGT  
175.176を同時にオン又はオフの何れかになる様
に指示し、こうして負荷電流をオン又はオフに切換える
。負荷191が入力/出力端子186と負荷リターン端
子190の間に接続される。入力どして動作する時、負
荷191は接続けず、入力スイッチング装置192が入
力/出力端子186とリターン端子187の間に接続さ
れる。この場合、I、GT  175,176はオフ状
態に保たれ、入力スイッチング装@192の状態が負荷
電圧線の電圧の有無によって決定される。電圧が存在す
ることは、°閉じた入力スイッチが存在することを表わ
す。
When the circuit of FIG. 7C acts as an output, gate control circuit 178 controls the TGT gate signal in response to the IGT gate signal.
175 and 176 to be either on or off simultaneously, thus switching the load current on or off. A load 191 is connected between input/output terminal 186 and load return terminal 190. When operating as an input, the load 191 is not connected and the input switching device 192 is connected between the input/output terminal 186 and the return terminal 187. In this case, I, GT 175, 176 are kept off and the state of the input switching device @192 is determined by the presence or absence of the voltage on the load voltage line. The presence of voltage indicates the presence of a closed input switch.

第8図には制御及び感知部分が詳しく示されてあり、通
信部分からのオン/オフ信号がナンド・ゲート195の
一方の入力、インバータ196、及びフリップフロップ
198,199のリセット(R)入力に印加される。ナ
ンド・ゲート195の他方の入力はナンド・ゲート20
組の出力信号を受取る。ナンド・ゲート20組の1番目
の入力は、出力回路が交流出力として動作するか直流出
力として動作するかに応じて、高又は低の何れかになる
信号が供給される。この信号は、A C/DC選択線を
高又は低の基準値に適当に接続するスイッチ又はジャン
パ線によって発生ずることが出来ることが理解されよう
。ナンド・ゲート20組の残りの入ツノがゼロ交差検出
器202からの信号をインバータ201.8を介して受
取る。これは、交流線路電圧(交流出力回路の場合)が
1口電圧から所定の範囲内にある場合を示tl−0この
為、交流出力の場合、ナンド・ゲート195は、交流線
路電圧のゼロ交差中だけ、オン/オフ信号を通過させる
。ゼロ交差検出器202は、交流入力信号がゼロ交差か
ら所定の範囲内にあることを表わす信号を発生するもの
であれば、多数の普通の回路のどれであってもよい。直
流出力の場合、ナンド・ゲート20組の状態により、A
ン7/オ゛ノ信号がナンド・ゲート195を通過するこ
とが出来る。
The control and sensing section is shown in detail in FIG. 8, with the on/off signal from the communication section being applied to one input of NAND gate 195, inverter 196, and the reset (R) inputs of flip-flops 198 and 199. applied. The other input of NAND gate 195 is NAND gate 20
A set of output signals is received. The first input of the set of 20 NAND gates is provided with a signal that is either high or low depending on whether the output circuit is operating as an AC or DC output. It will be appreciated that this signal can be generated by a switch or jumper wire connecting the AC/DC select wire to a high or low reference value as appropriate. The remaining inputs of the 20 NAND gates receive the signal from zero crossing detector 202 via inverter 201.8. This indicates that the AC line voltage (in the case of an AC output circuit) is within a predetermined range from the single-port voltage tl-0. Therefore, in the case of AC output, the NAND gate 195 is connected to the zero crossing of the AC line voltage. The on/off signal is passed only inside. Zero crossing detector 202 may be any of a number of conventional circuits that generate a signal indicating that the AC input signal is within a predetermined range of zero crossings. In the case of DC output, A depends on the state of the 20 NAND gates.
The 7/on signal can pass through NAND gate 195.

ナンド・ゲート195からのオン/オフ信号がフリップ
フロップ203のセット入力に印加される。
The on/off signal from NAND gate 195 is applied to the set input of flip-flop 203.

フリップフロップ203のQ出力がアンド・ゲート20
5の3入力の内の1つに印加され、このアンド・ゲート
の出力がIGTゲート信号として作用する。
The Q output of the flip-flop 203 is the AND gate 20
The output of this AND gate acts as an IGT gate signal.

アンド・ゲート205に対する残りの2つの入力は、フ
リップフロップ198.199のQ出力から供給される
。オン/オフ信号がオフ状態になる時、フリップフロッ
プ198,199が両方共りセットされる。IGT電流
が予め選ばれた値を越える時、何時でもフリップフロッ
プ198は比較器207からのセット信号を受取る。こ
の為、IGT電流を表わす信号が比較器207の反転入
力に印加され、IGT電流の過大レベルを表わす基準電
圧が非反転入力に印加される。例えば基準電圧は30ア
ンペアの電流に対応する値を持っていてよい。同様に、
フリップフロップ199が給電監視1i11i209か
らの信号をセット(S)端子に受取る。給電監視装置2
09は、直流給電電圧が予め選ばれた値より高いか低い
かを表わす信号を発生するものであれば、多数の周知の
手段の内のどれであってもよい。従って、動作上、低い
給電電圧又は過度に高いIGT電流がアンド・ゲート2
05を禁止する。これによってIGT(アンド・ゲート
205の出力に接続されている)は強制的にオフ状態に
なり、故障状態が除かれるまで、この状態にと寸まる。
The remaining two inputs to AND gate 205 are provided from the Q outputs of flip-flops 198,199. When the on/off signal goes to the off state, both flip-flops 198 and 199 are set. Flip-flop 198 receives a set signal from comparator 207 whenever the IGT current exceeds a preselected value. To this end, a signal representative of the IGT current is applied to the inverting input of comparator 207, and a reference voltage representative of excessive levels of IGT current is applied to the non-inverting input. For example, the reference voltage may have a value corresponding to a current of 30 amperes. Similarly,
Flip-flop 199 receives the signal from power supply monitor 1i11i209 at its set (S) terminal. Power supply monitoring device 2
09 may be any of a number of known means for generating a signal indicating whether the DC supply voltage is above or below a preselected value. Therefore, in operation, low supply voltage or excessively high IGT current
05 is prohibited. This forces the IGT (connected to the output of AND gate 205) to the OFF state and remains in this state until the fault condition is removed.

フリップフロップ198のQ出力が過電流遮断信号とし
て使われ、導体母線115(第4図)に供給される6つ
のスイッチ状態信号の内の1つである。フリップ70ツ
ブ199のQ出力は、アンド・ゲート205に行く他に
、論理ゲート210の二方の入力にも印加される。給電
監視装@209からの信号が論理ゲート210の他方の
入力に印加され、この為、このゲートの出力信号は直流
電源装置の状態を表わす。この出力信号も6つのスイッ
チ状態信号の内の1つである。
The Q output of flip-flop 198 is used as an overcurrent interrupt signal and is one of six switch status signals provided to conductor bus 115 (FIG. 4). In addition to going to AND gate 205, the Q output of flip 70 tube 199 is also applied to two inputs of logic gate 210. A signal from the power supply monitor@209 is applied to the other input of logic gate 210, so that the output signal of this gate represents the state of the DC power supply. This output signal is also one of the six switch status signals.

フリップ70ツブ203がナンド・ゲート212の出力
からリセット信号を受取る。ナンド・ゲート212に対
する2つの入力の内、1番目はインバータ196からの
反転したオン/オフ信号であり、2番目の入力はナンド
・ゲート213から来る。A C/D C選択信号がナ
ンド・ゲー1〜213の一方の入力に加えられ、比較器
214の出力がインバータ201bを介して他方の入ツ
ノに加えられる。比較器214はIGT電流の監視比較
器であり、その反転入力にIGT電流信号が印加される
。比較的小さい、最小IGT電流の値(例2ば0.05
アンペア)に対応する基準電圧が、比較器214の非反
転入力に印加される。ナンド・ゲート212)インバー
タ196、ナンド・グー1〜213及び比較器214か
ら成る組合せは、フリップフロップ203を通じて、I
GT負荷電流゛が基準値より小さくなければ、IGTを
(交流動作様式で)切換えることが出来ない様にする。
Flip 70 tube 203 receives a reset signal from the output of NAND gate 212. Of the two inputs to NAND gate 212, the first is the inverted on/off signal from inverter 196 and the second input comes from NAND gate 213. The A C/DC selection signal is applied to one input of the NAND games 1-213, and the output of the comparator 214 is applied to the other input via the inverter 201b. Comparator 214 is an IGT current monitoring comparator and has an IGT current signal applied to its inverting input. Relatively small minimum IGT current value (e.g. 0.05
A reference voltage corresponding to amps) is applied to the non-inverting input of comparator 214. NAND gate 212) The combination consisting of inverter 196, NAND gates 1-213 and comparator 214 is connected through flip-flop 203 to I
The IGT cannot be switched (in AC mode of operation) unless the GT load current is less than a reference value.

IGT電流信号が比較器215の非反転入力にも印加さ
れ、そこで中間の基準電流の値と比較される。この中間
の基準電流の値(例えば2アンペアに対応する)が比較
器215の反転入力に印加される。然し、比較器215
の非反転入力には、抵抗216及びコンデンサ220で
構成される時間遅延回路も接続されている。抵抗216
及びコンデンサ220の組合せは、比較、器215の非
反転入力の電圧をIGT電流に対して遅延させる。
The IGT current signal is also applied to the non-inverting input of comparator 215 where it is compared to an intermediate reference current value. This intermediate reference current value (eg, corresponding to 2 Amps) is applied to the inverting input of comparator 215. However, comparator 215
A time delay circuit composed of a resistor 216 and a capacitor 220 is also connected to the non-inverting input of the circuit. resistance 216
and capacitor 220 delay the voltage at the non-inverting input of comparator 215 with respect to the IGT current.

この為、IGTm流が延長した期間の間、基準値を越え
る場4合だけ、比較器215の出力に影響が出る。単に
過電流の持続時間が短ければ、比較器215の状態変化
は起らない。比較器215の出力及び比較器214の出
力の両方がスイッチ状態信号として供給される。これら
の信号は診断信2号として作用し、I’GT電流が中間
の%型置より高いか低いか、並びにそれが低い基準値よ
り高いが低いかを夫々表わし、必要な場合、マイクロコ
ントローラによって是正措置を開始することが出来る様
にする。
Therefore, the output of the comparator 215 is affected only when the IGTm flow exceeds the reference value during the extended period. If the duration of the overcurrent is simply short, no change in the state of comparator 215 will occur. Both the output of comparator 215 and the output of comparator 214 are provided as switch status signals. These signals act as diagnostic signals 2, representing whether the I'GT current is higher or lower than the intermediate % setting and whether it is higher or lower than the lower reference value, respectively, and are activated by the microcontroller if necessary. Enable corrective action to be initiated.

IGT電流が中間の基準値を越えた場合、この過電流の
大きさ並びに持続時間が比較器215の状態を変えるの
に十分である場合にだけ、是正措置がとられる。即ち、
負荷電流が所定の時間の間、中間の基準値を越えたとき
、是正措置がとられる。
If the IGT current exceeds an intermediate reference value, corrective action is taken only if the magnitude and duration of this overcurrent is sufficient to cause comparator 215 to change state. That is,
Corrective action is taken when the load current exceeds the intermediate reference value for a predetermined period of time.

場合によっては、時間遅延回路(即ち、抵抗216及び
コンデンサ220)を省略し、マイクロコントローラで
実施されるソフトウェアのルーチンにより、時間遅延機
能を実施することが好ましいことがある。I 、G T
電流又は負荷電流と低い又は小さい基準値との比較によ
り、負荷が接続されているかどうか、或いは接続されて
いても、開路しているかどうかを表わす診断信号(例え
ば0.05A)を発生ずることが出来る。フリップフロ
ップ217のQ出力は、接続された負荷に電圧がか1っ
ているかどうかを表わす診断スイッチ状態信号である。
In some cases, it may be preferable to omit the time delay circuit (ie, resistor 216 and capacitor 220) and have the time delay function implemented by a software routine implemented in a microcontroller. I, G T
Comparison of the current or load current with a low or small reference value can generate a diagnostic signal (e.g. 0.05A) indicating whether the load is connected or, if connected, open circuit. I can do it. The Q output of flip-flop 217 is a diagnostic switch status signal that indicates whether the voltage is present at the connected load.

フリップフロップ217のセット(S)入力端−子がナ
ンド・ゲート218の出力・に接続される。プント・ゲ
ート218がインバータ219からの反転した交流ゼロ
交差信号を第組の入力端子に受取ると共に、比較器22
組の出力を使方の入力端子に受取る。比較器221が線
路電圧及び負荷電圧を比較して、負荷電圧が線路電圧の
予め選1まれた百分率値より大きいか小さいかを表わす
論理信号を発生ずる。例えば出力信号は、負荷電圧が線
路電圧の70%の値より高いか低いかを表わすものであ
ってよい。線路電圧及び負荷電圧が夫々入力抵抗223
,224を介して比較器22組の入力端子に印加される
。機能的には、ナンド・ゲート218は、交流線路電圧
がゼロ・ボルトから所定の範囲内である時、何時でも、
フリップフロップ217の出力の状態変化を防止する。
The set (S) input terminal of flip-flop 217 is connected to the output of NAND gate 218. Punto gate 218 receives the inverted AC zero-crossing signal from inverter 219 at a first set of input terminals and
Receive the output of the pair to the user's input terminal. A comparator 221 compares the line voltage and the load voltage and generates a logic signal indicating whether the load voltage is greater than or less than a preselected percentage value of the line voltage. For example, the output signal may be indicative of whether the load voltage is above or below 70% of the line voltage. The line voltage and the load voltage are respectively connected to the input resistance 223.
, 224 to the input terminals of 22 sets of comparators. Functionally, NAND gate 218 operates whenever the AC line voltage is within a predetermined range from zero volts.
This prevents the output of flip-flop 217 from changing its state.

従って、交流線路電圧がゼロ交差の近くにある時には、
何時でも、負荷電圧の状態に関する判定を下すことはな
い。
Therefore, when the AC line voltage is near zero crossing,
No decisions are made regarding the state of the load voltage at any time.

フリップフロップ217がナンド・ゲート226の出力
によってリセットされる。ナ、ンド・ゲート226に対
する第組の入力はインバータ219からの反転したゼロ
交差信号であり、第2の入力はインバータ227によっ
て反転した後の比較器22組の出力である。
Flip-flop 217 is reset by the output of NAND gate 226. The first set of inputs to the second gate 226 is the inverted zero-crossing signal from the inverter 219 and the second input is the output of the comparator set 22 after being inverted by the inverter 227.

残りのスイッチ状態信号が温度監視装置229によって
発生され、これはIGT(又は交流出力の場合は複数個
のIGT)のようなスイッチング装置の相対的な温度を
表わす。温度監視装置229は1.IGTと熱的に良好
な連絡を持つ単純なPN接合温度検出器であることが好
ましい。温度検出器は、例えばIGT温度が150℃を
越えたという表示を発生ずる様に選ぶことが出来る。
The remaining switch status signals are generated by temperature monitor 229 and are representative of the relative temperature of a switching device, such as an IGT (or multiple IGTs in the case of AC output). The temperature monitoring device 229 is 1. Preferably, it is a simple PN junction temperature detector with good thermal communication with the IGT. The temperature detector can be selected to generate an indication that the IGT temperature exceeds 150°C, for example.

第9図は第9A図乃至第9C図で構成されていて、通信
部分(第4図の111)の実施例を詳しく示している。
FIG. 9 is composed of FIGS. 9A to 9C, and shows in detail an embodiment of the communication portion (111 in FIG. 4).

タイマ117の出力信号が、抵゛抗3・OO及びタイミ
ング・コンデンサ301で構成されたRCタイミング回
路から取出される。抵抗300及びコンデンサ301が
正の電圧源子\l及び回路の共通点の間に直列に・接続
されている。抵抗300どコンデンサ301との間の接
続点が、信号損失(LO8)比較器303反転入力と、
同期(SYNC)及びクロック(CLO’GK)比較器
304,305の非反転入力に夫々接続される。
The output signal of timer 117 is taken from an RC timing circuit made up of resistor 3.OO and timing capacitor 301. A resistor 300 and a capacitor 301 are connected in series between the positive voltage source \l and the common point of the circuit. The connection point between the resistor 300 and the capacitor 301 is the inverting input of the signal loss (LO8) comparator 303,
Connected to non-inverting inputs of synchronization (SYNC) and clock (CLO'GK) comparators 304 and 305, respectively.

抵抗308乃至312が分圧回路を構成し、この分圧回
路の抵抗は電圧源+■と回路の共通点の間に直列に接続
されている。分圧回路の抵抗308乃至312の間の各
々の接続点が基準電圧を発生する。抵抗308.309
の間の接続点から取出される最高の基準電圧が、比較器
303の非反転入力に印加される。順次低い電圧レベル
を持つ他の電圧基準が5YNC比較器304及びCLO
CK305の反転入力と制御比較器314の非反転入力
に夫々印加される。
Resistors 308 to 312 constitute a voltage divider circuit, and the resistors of this voltage divider circuit are connected in series between the voltage source +■ and the common point of the circuit. Each junction between resistors 308-312 of the voltage divider circuit generates a reference voltage. Resistance 308.309
The highest reference voltage taken from the junction between is applied to the non-inverting input of comparator 303. Other voltage references with successively lower voltage levels are 5YNC comparator 304 and CLO.
It is applied to the inverting input of CK 305 and the non-inverting input of control comparator 314, respectively.

トランジスタ315のコレクタ端子がコレクタ抵抗3.
16を介してタイミング・コンデンサ301に接続され
、コンデンサの他端がトランジスタ315のエミッタに
接続される。トランジスタ315のオン/オフ状態がコ
ンデンサ30組の充電−放電サイクルを制御すると共に
、それ自体はフリップフロップ317のQ出力によって
制御される。、抵抗318がトランジスタ315のベー
ス端子とフリップフロップ317のQ出力端子の間に接
続される。ノリツブフロップ317のリセット(R)端
子は制御比較器314の出力信号を受取る。制御比較器
314が(比較器314の反転入力に印加される)タイ
ミング・コンデンサ30組の両端の電圧を、抵抗3.1
1,312の接続点からの基準電圧と連続的に比較する
The collector terminal of the transistor 315 is connected to the collector resistor 3.
16 to a timing capacitor 301, and the other end of the capacitor is connected to the emitter of transistor 315. The on/off state of transistor 315 controls the charge-discharge cycle of capacitor 30, which itself is controlled by the Q output of flip-flop 317. , a resistor 318 is connected between the base terminal of transistor 315 and the Q output terminal of flip-flop 317. The reset (R) terminal of Noritub flop 317 receives the output signal of control comparator 314. Control comparator 314 connects the voltage across timing capacitor 30 (applied to the inverting input of comparator 314) to resistor 3.1.
Continuously compares to reference voltages from 1,312 connection points.

タイ?117の動作を考えるにあたって、最初にフリッ
プフロップ317のQ出力が低レベルであって、トラン
ジスタ315をオフに保ち、この為コンデンサ301が
成る電圧レベルに充電され、制御比較器314の出力が
低であると仮定することが出来る。この状態では、フリ
ップフロップ317のクロック(C)入力にバッファ増
幅器320を介して印加される信号SIGのパルスの立
上りにより、Q出力が高レベルに変わる。これによって
トランジスタ315がオンに転じ、コンデンサ301を
放電させる。コンデンサ301が放電すると、比較器3
05からの出力信号CLKが強制的に低レベルになる。
Thailand? In considering the operation of 117, first the Q output of flip-flop 317 is low, keeping transistor 315 off, thus charging capacitor 301 to a voltage level that causes the output of control comparator 314 to be low. It can be assumed that there is. In this state, the Q output changes to a high level due to the rising edge of the pulse of the signal SIG applied to the clock (C) input of the flip-flop 317 via the buffer amplifier 320. This turns on transistor 315 and discharges capacitor 301. When capacitor 301 discharges, comparator 3
The output signal CLK from 05 is forced to a low level.

比較器304の出力は、その前に低レベルになっていな
ければ、やはり強制的に低レベルになり、LO3比較器
303の出力は、それまでに高レベルの状態になければ
、強制的に高レベルになる。
The output of comparator 304 will also be forced low if it was not previously low, and the output of LO3 comparator 303 will be forced high if it was not previously high. become the level.

コンデンサ30組の放電が比較器314によって検出さ
れる。この比較器の出力が高レベルになると、ノリツブ
フロップ317をリセットする。
The discharge of 30 sets of capacitors is detected by comparator 314 . When the output of this comparator goes high, it resets the Noritub flop 317.

この時フリップフ【コツプ317のQ出力が低になり、
1−ランジスタ315をオフに転じ、こうしてコンデン
ナ30組の再充電を開始することが出来る様にする。一
旦再充電電圧が十分に高くなると、クロック比較器30
5がトリガされ、高レベルの信号CLKが発生される。
At this time, the Q output of flip flop 317 becomes low,
1-Turns transistor 315 off, thus allowing recharging of capacitor 30 to begin. Once the recharge voltage is high enough, the clock comparator 30
5 is triggered and a high level signal CLK is generated.

コンデンサ301を引続いて充電するのに任せると、成
る電圧レベルに達して、最初に5YNC比較器3’04
、次に[−O8比較器303をトリガする。こうして5
YNC比較器304が「消失パルス」によってトリガさ
れ、LO8比較器が約2.5王の開信号SIGがないこ
とによってトリガされるが、これは前に説明した通りで
ある。
If capacitor 301 is allowed to continue charging, it will reach a voltage level of 5YNC comparator 3'04 first.
, then triggers the [-O8 comparator 303. Thus 5
The YNC comparator 304 is triggered by a "missing pulse" and the LO8 comparator is triggered by the absence of an open signal SIG of approximately 2.5K, as previously described.

第9B図で、信号SIG及びCLKが出力データ・フィ
ルタ119に印加される。このフィルタはフリップフロ
ップ325,326、排他的ノア・ゲート329、ナン
ド・ゲート328、インバータ330及び伝送グーと3
31,332を含む。
In FIG. 9B, signals SIG and CLK are applied to output data filter 119. This filter consists of flip-flops 325, 326, exclusive NOR gate 329, NAND gate 328, inverter 330 and transmission gate 3.
Contains 31,332.

信号SIG及びCLKのパルスがフリップフロップ32
5のD及びC入力に夫々印加され、このフリップ70ツ
ブは、その直前の信号SIGのパルスの高又は低レベル
状態をぞのQ出力に保持する。
The pulses of the signals SIG and CLK are connected to the flip-flop 32.
The flip 70 retains the high or low level state of the previous pulse of signal SIG at its Q output.

この為、1フレームの最初の2つのパルスの値が比較さ
れる。クロック・パルスが現われたとき、パルスの値が
75%のデユーティ・サイクルであるか25%のデユー
ティ・サイクルであるかに応じて、信号SjGの値は高
又は低レベルにある。
For this purpose, the values of the first two pulses of one frame are compared. When a clock pulse appears, the value of signal SjG is at a high or low level, depending on whether the value of the pulse is 75% duty cycle or 25% duty cycle.

25%のデユーティ・サイクルを持つパルスでは、フリ
ップフロップ325のQ出力は強制的に低レベルになる
。75%のデユーティ・サイクルを持つパルスでは、Q
出力が高レベルである。この為、事実上、クロック・パ
ルスが発生する度に、信号SIGの値がサンプリングさ
れる。フリップフロップ325のQ出力の値が排他的ノ
ア・ゲー1329の一方の入力に印加され、信号SIG
の値が他方の入力に印加される。この為、排他的ノア・
ゲート329で現在のパルスの値及び前のパルスの値が
比較され、このゲートの出力は、入力が同じである時に
は何時でも高レベルになる。
For pulses with a 25% duty cycle, the Q output of flip-flop 325 is forced low. For a pulse with a duty cycle of 75%, Q
Output is at high level. Thus, in effect, the value of signal SIG is sampled every time a clock pulse occurs. The value of the Q output of flip-flop 325 is applied to one input of exclusive NOR game 1329, and the value of the Q output of flip-flop 325 is applied to one input of exclusive NOR game 1329,
is applied to the other input. For this reason, exclusive Noah
The value of the current pulse and the value of the previous pulse are compared in gate 329, and the output of this gate goes high whenever the inputs are the same.

排他的ノア・ゲート329の出力がナンド・ゲート32
8の一方の入力に印加される。このゲートは他の2つの
入力にカウント・パルスSO及びSlを夫々受取る。パ
ルスSo、30.81及びSlを合せた値が、1フレー
ム中のどのパルスを受取っているかを表わす。従って、
1フレームの最初の2つのパルスの値が同じであり、受
取っているのが2番目のパルスであれば、ナンド・ゲー
ト328の出力は論理Oになる。他の全ての時並びに他
の状態の時、ナンド・グ・−1−328の出力は論理1
である。
The output of the exclusive NOR gate 329 is the NAND gate 32
applied to one input of 8. This gate receives on its other two inputs count pulses SO and Sl, respectively. The combined value of pulses So, 30.81, and Sl represents which pulse in one frame is being received. Therefore,
If the first two pulses of a frame have the same value and it is the second pulse that is being received, the output of NAND gate 328 will be a logic O. At all other times and in other states, the output of the Nando G-1-328 is a logic 1.
It is.

ナンド・ゲート328の出力の論理Oは、1フレームの
最初の2つのパルスが一致したこと、並びにフリップフ
ロップ326のQ出力を更新する為の有効な状態を表わ
す。この目的の為、ナンド・ゲート328の出力がイン
バータ330の入力と伝送ゲート331.332の反対
の制御端子に並列に印加される。ナンド・ゲート328
の出力が論理Oである仁、伝送ゲート332がターンオ
フになり、伝送ゲート331がターンオンになって、制
御信号SIGを7リツプフロツプ326のD入力に通過
させる。その後クロック・パルスが発生すると、新しい
値が7リツプ70ツブ326の出力に送出される。
A logic O at the output of NAND gate 328 represents a match of the first two pulses of a frame and a valid state for updating the Q output of flip-flop 326. For this purpose, the output of NAND gate 328 is applied in parallel to the input of inverter 330 and to the opposite control terminals of transmission gates 331, 332. Nando Gate 328
When the output of is a logic O, transmission gate 332 is turned off and transmission gate 331 is turned on, passing control signal SIG to the D input of seven lip-flop 326. When a subsequent clock pulse occurs, the new value is sent to the output of the 7-rip 70-tube 326.

他方、1フレームの最初の2つのパルスに冗長性がない
とくすなわち、2つのパルスが相異なると)、ナンド・
ゲート328の出力は論理1であり、伝送ゲート331
がオフになり、伝送ゲート332がオンに保たれる。こ
の状態では、フリップフロップ32Gの出力がケート3
32を介して帰還され、フリップ70ツブ326は前の
出力状態を保持する。従って、フリップ70ツブ326
のQ出力は、オン/オフ信号をろ波したものであり、こ
れがこの後出力選択器120に送られる。
On the other hand, if there is no redundancy in the first two pulses of a frame (i.e., if the two pulses are different), then the Nando
The output of gate 328 is a logic 1 and the output of transmission gate 331
is turned off and transmission gate 332 remains on. In this state, the output of flip-flop 32G is
32, the flip 70 knob 326 retains its previous output state. Therefore, flip 70 knob 326
The Q output of is a filtered version of the on/off signal, which is then sent to the output selector 120.

出力選択器120は、ろ波したオン/オフ信号の他に、
信号LO8,O8状態保持信号HLS。
In addition to the filtered on/off signal, the output selector 120 also provides
Signal LO8, O8 state holding signal HLS.

及び相補形のディフォールト信号DEFを受取る。and a complementary default signal DEF.

出力選択器120(これはノア・ゲート335乃至33
7及びオア・ゲート338を含む)の作用は、I/O点
とマイクロコントローラの間の通信が失われた場合、即
ら、制御信号SIGがない場合、出力オン/オフ信号に
対する所望の値を選択することである。この様な通信の
損失が起った場合、出力選択器120は出力にオン/オ
フ信号を発生するが、これは選択器120に対する制御
入力として供給された信号HLS及びDEFに応じて、
信号SIGの最後に伝送された値か又はディス4−ルト
値のどちらかである。
Output selector 120 (this is the NOR gate 335-33
7 and OR gate 338) to set the desired value for the output on/off signal if communication between the I/O point and the microcontroller is lost, i.e., in the absence of the control signal SIG. It's about choosing. When such a loss of communication occurs, the output selector 120 generates an on/off signal at the output, depending on the signals HLS and DEF provided as control inputs to the selector 120.
It is either the last transmitted value of signal SIG or the default value.

信号HLS及びDEFが夫々最終状態′保持ラッチ12
3及びディフォールト・ラッチ124によって発生され
る。これらのラッチは実、質的に同一であるが、制御信
号の各フレーム内の灰なるパルスに応答するa最終状態
保持ラッチ123がナンド・ゲート340と、伝送ゲー
ト342.3”4jと、インバータ344と、フリップ
フロップ345を含む。ディフォールト・ラッチ124
(第9C図)がナンド・ゲート348と、伝送ゲート3
49.350と、インバータ352とフリップフロップ
353を含む。これらの2つのラッチの回路形式及び動
作は略同−であるから、ラッチ123だけについて詳し
く説明する。
Signals HLS and DEF are respectively held in the final state by the latch 12.
3 and default latch 124. These latches are in fact qualitatively identical, except that the final state holding latch 123, which responds to a gray pulse within each frame of the control signal, is connected to the NAND gate 340, the transmission gate 342.3''4j, and the inverter. 344 and a flip-flop 345. Default latch 124
(Figure 9C) is the NAND gate 348 and the transmission gate 3.
49.350, an inverter 352 and a flip-flop 353. Since the circuit type and operation of these two latches are substantially the same, only latch 123 will be described in detail.

ラッチ123が制御信号の各フレーム内の3番目のパル
スに応答する(即ち、2ビツト計数器121からの高レ
ベルのパルスSO及びSlに応答する)。そうすること
によってラッチ出力を更新することが出来る様にする。
Latch 123 is responsive to the third pulse in each frame of the control signal (ie, responsive to high level pulses SO and Sl from two-bit counter 121). By doing so, the latch output can be updated.

パルスSO及びSlがナンド・ゲート340に対する入
力として印加される。このゲートの出力が伝送ゲート3
42゜343を制御する。ナンド・ゲート340の出力
が伝送ゲー[・34・2.343の第1組の反対の制御
端子と、インバータ344とに印加される。インバータ
344の出力が伝送ゲート342.343の第2組の反
対の制御端子に印加される。この為、動作について説明
すると、制御信号の各フレーム中の3番目のパルスδ発
生したことにより、伝送ゲート343がターンオンにな
り、伝送ゲート342がターンオフになる。制御信号S
IGが伝送ゲート343に対する入力として印加される
ので、この信号がフリップフロップ345のD入力へ通
過し、こうしてフリップ70ツブ345のQ出力から取
出される信号トILsを更新する。出力信号HLSが伝
送ゲート342の入力に帰還されるので、制御信号の各
フレーム内に3番目のパルスがない場合、信号1−IL
Sの値はラッチされたま、′Sである。クロック信号C
LKがフリップフロップ342のクロック入力に印加さ
れる。ラッチ123の出力が出力選択器120に供給さ
れる。
Pulses SO and Sl are applied as inputs to NAND gate 340. The output of this gate is transmission gate 3
Controls 42°343. The output of NAND gate 340 is applied to a first set of opposite control terminals of transmission gate 343 and to inverter 344 . The output of inverter 344 is applied to a second set of opposite control terminals of transmission gates 342,343. Therefore, to explain the operation, when the third pulse δ in each frame of the control signal is generated, the transmission gate 343 is turned on and the transmission gate 342 is turned off. control signal S
Since IG is applied as an input to transmission gate 343, this signal is passed to the D input of flip-flop 345, thus updating the signal ILs taken from the Q output of flip-flop 345. The output signal HLS is fed back to the input of the transmission gate 342 so that if there is no third pulse within each frame of the control signal, the signal 1-IL
The value of S remains latched and is 'S. clock signal C
LK is applied to the clock input of flip-flop 342. The output of latch 123 is supplied to output selector 120.

これに較べて、ディフォールト・ラッチ124は略同様
に動作するが、各フレーム内の4番目のパルスに応答す
る。即ち、ディフォールト・ラッチは制御信号の各フレ
ームのパルスSO及びSlに応答する。然し、ディフォ
ールト・ラッチ124の出力が7リツプ70ツブ353
のQ出力から取出されるので、相補的な信号DEFが出
力選択器120に供給されることに注意されたい。
In comparison, default latch 124 operates in much the same way, but responds to the fourth pulse within each frame. That is, the default latch is responsive to pulses SO and Sl of each frame of control signals. However, the output of the default latch 124 is 7 lip 70 lip 353
Note that a complementary signal DEF is provided to the output selector 120 as it is taken from the Q output of .

普通の動作では、出力選択器120はフリップフロップ
326からの制御信号を単に反転して通過させる様に作
用する。この後、この信号がオン/オフ出力信号となっ
て、制御及び感知部分113(第4図)に印加される。
In normal operation, output selector 120 acts to simply invert and pass the control signal from flip-flop 326. This signal then becomes the on/off output signal and is applied to the control and sensing portion 113 (FIG. 4).

然し、I/O点とマイクロコントローラの間の通信が消
えると(即ち、制御信号SIGがないと)、出力のオン
/オフ信号は、強制的に信@LO8及びHLSによって
決定された予定の所望の状態になる。信号LO8及び)
I L Sが両方共出力選択器120に対する入力とし
て印加される。通信が失われた場合、出力選択器は、ど
ちらが予め選択されているかに応じて、最終状態を保持
するか又はディフォールト状態を選択する。この予め選
択するのは、通信が失われた場合に、I/O点を強制的
に好ましい安全な状態になる為である。
However, if the communication between the I/O point and the microcontroller disappears (i.e., in the absence of the control signal SIG), the output on/off signal will be forced to the expected desired value determined by the signal @LO8 and HLS. becomes the state of signal LO8 and)
I L S are both applied as inputs to output selector 120. If communication is lost, the output selector either retains the final state or selects the default state, depending on which has been preselected. This preselection is done to force the I/O point into a preferred, secure state if communication is lost.

1言号LO,S及びHLSが出力選択器120のノア・
ゲート335の入力・になる。このゲートの出力がノア
・ゲート337に対する一方の入力になる。ノア・ゲー
ト337に対する2番iの入力はフリップフロップ32
6のQ出力からの信号である。この為、ノア・ゲート3
35がノア・ゲート337を制御して、信QLO8又は
HLSの何れか一1ノが高レベルにある時、ノア・ケー
ト337が単にフリップフロップ326からの制御信号
を反転する様にする。他方、信号LO8が低レベルであ
り(すなわち、通信が失われており)、信号1−I L
 Sも低レベルである場合、ノア・ゲート335の出力
は高レベルであり、ノア・ゲート337の出力を低レベ
ルに保つ。信号LO8,HLS及びDEFがノア・ゲー
ト336に印加される。ゲート336の出力が、ノア・
ゲート337からの出ノ〕と共に、オア・ゲート338
に対する入力として印加される。オ、ア・ゲート338
の出力がオン/オフ制御信号である。この為、通信が失
われ(信号LO8が低レベル)且つ最終状態を保持する
指令がない(信@HLSが低レベル)場合、オア・ゲー
ト338からのオン/オフ出力信号がディフォールト信
号DEFになる様に選択される(即ち、信号DEF、が
オア・ゲート336によって反転される);従って、そ
の動作は、通信が失われ、最終状態保持が選択されてい
ない場合、ディフォールト状態が選択される様になって
いる。
One word LO, S and HLS are output selector 120's Noah
It becomes the input of gate 335. The output of this gate becomes one input to NOR gate 337. The 2nd i input to the Noah gate 337 is the flip-flop 32
This is the signal from the Q output of 6. For this reason, Noah Gate 3
35 controls NOR gate 337 such that NOR gate 337 simply inverts the control signal from flip-flop 326 when either signal QLO8 or HLS11 is high. On the other hand, signal LO8 is low (i.e. communication is lost) and signal 1-I L
If S is also low, the output of NOR gate 335 is high, keeping the output of NOR gate 337 low. Signals LO8, HLS and DEF are applied to NOR gate 336. The output of gate 336 is
Exit from Gate 337], along with Or Gate 338
is applied as an input to Oh, a gate 338
The output of is the on/off control signal. Therefore, if communication is lost (signal LO8 is low level) and there is no command to hold the final state (signal @HLS is low level), the on/off output signal from OR gate 338 becomes the default signal DEF. (i.e., signal DEF is inverted by OR gate 336); therefore, its operation is such that if communication is lost and hold last state is not selected, the default state is selected. It looks like this.

ディフォールト状態が選択された場合でも最終状態を保
持するかどうかは、勿論、最終状態保持ラッチ123及
びディフォールト・ラッチ124を適当にヒツトづるこ
とによって制御し得る。
Whether or not the final state is retained even when the default state is selected can, of course, be controlled by appropriately hitting final state retaining latch 123 and default latch 124.

以上は、制御及び通信部分11組の順方向通路を詳しく
説明したものである。符号化診断情報は、前に説明した
様に、状態ラッチ125及び4者択組のデータ選択器1
29を介して送り返される。
The above is a detailed description of the forward path of the 11 sets of control and communication parts. The encoded diagnostic information is stored in the status latch 125 and the four-way data selector 1, as previously described.
29.

情報の符号化は第10図について詳しく説明するが、こ
1では、状態ラッチ125に対する入力信号XO乃至×
3が、第3図のマイクロコントローラ90に送り返され
る診断情報及びその他の情報を含む様に符号化される。
Encoding of information will be explained in detail with reference to FIG. 10, in which input signals XO to ×
3 is encoded to contain diagnostic and other information that is sent back to microcontroller 90 of FIG.

状態ラッチ125はモートローラ・インコーホレーテッ
ド社から入手し得る商品名LS14174型の様な市場
で入手し得る装置であつ“でよい。符号化情報(XO乃
至×3)が、状態符号化器125に供給される信号5Y
NCの立上りで、状態ラッチ125にラッチされる。こ
の為、制御信号の各フレームで新しい一組のデータが一
ランチされる。このデータがI/O点の動作パラメータ
を表わす診断信号を形成する。
The status latch 125 may be a commercially available device such as Model LS14174 available from Motorola Incorporated. Signal 5Y supplied to 125
At the rising edge of NC, it is latched into the status latch 125. Therefore, a new set of data is launched in each frame of control signals. This data forms a diagnostic signal representative of the operating parameters of the I/O point.

状態ラッチ125からのデータが4者択組のデータ選択
器129を介してバッファ増幅器360からマイクロコ
ントローラ90にビット毎に伝送される。データ選択器
129が2ビツト計数器121からの現在値に応答して
、信号xO乃至×3の値を順次供給する。例えば、各フ
レーム内の最初のパルスを受取った時、診断データのビ
ットXOが同時に伝送される。データ選択器129はモ
ートローラ・インコーホレーテッド社の商品名MC14
052型の様な市場で入手し得る装置であってよい。
Data from status latch 125 is transmitted bit by bit from buffer amplifier 360 to microcontroller 90 via four-way data selector 129. A data selector 129 responds to the current value from the 2-bit counter 121 by sequentially providing the values of signals xO through x3. For example, when the first pulse in each frame is received, bit XO of diagnostic data is simultaneously transmitted. The data selector 129 is a product name of Motorola Inc. MC14.
It may be a commercially available device such as the Model 052.

第10図は第4図の符号化器125の様な状態符号化器
の真理値表を例示する。第10図の真理値表を持つ符号
化器は、当業者であれば、標準的な組合せ論理、素子を
用いて容易に実現することか出来る。
FIG. 10 illustrates a truth table for a state encoder such as encoder 125 of FIG. The encoder having the truth table shown in FIG. 10 can be easily realized by those skilled in the art using standard combinational logic and elements.

第10図について説明すると、入力状態が表゛の左側部
分の一番上に水平方向に列記されている。
Referring to FIG. 10, the input states are listed horizontally at the top of the left-hand portion of the table.

その下の各列には、各々の入力がとり得る値が記されて
いる。この表で「1」は成る値が真(例えば高しベール
の信号)であること、rOJは成る値が真でないこと、
「×」は「ドントケア」 (即ち1であってもOであっ
ても影響はないこと)を表わす。状態符号化器125の
4ビツト出力(XO乃至X3)が図表の右側部分に示さ
れており、XO乃至×3が4列にわたって横に並べであ
る。従って4列を通る各々の横の行が4ビツト・ワード
であり、これがI/O点の状態を一意的に限定する。こ
の4ビツト・ワード゛が、第4図のマイクロコントロー
ラ92)°そして最終的にはCPIJ (11図)に送
り返される診断データである。
Each column below lists the values that each input can take. In this table, "1" means that the value is true (for example, a high veil signal), rOJ means that the value is not true,
"X" represents "don't care" (that is, there is no effect whether it is 1 or O). The four bit outputs (XO through X3) of state encoder 125 are shown on the right side of the diagram, with XO through X3 arranged horizontally across four columns. Thus, each horizontal row through the four columns is a 4-bit word, which uniquely defines the state of the I/O point. This 4-bit word is the diagnostic data that is sent back to the microcontroller 92) of FIG. 4 and ultimately to the CPIJ (FIG. 11).

例えば、真理値表で、第1行は低電圧の列が高レベルで
あり、他の列は不確定の「ドントケア」状態である。こ
の状態では1.4ピツト出力は全部「0」であると一意
的に決定される。・この全部「0」の4ビツト・ワード
は、I/、0点の電源装置が切れたことを表わす。別の
例として、第6行は、出力がオンに指示されているが、
出力が短絡状態であることを示している。即ち、「オン
/オフ1を表わず第1列に「1」が現われ、I/O点を
ターンオンすべきことを表わすと同時に、過電流の列(
第6列)に過電流の表示がある。この状態に対する4ビ
ツト出力ワードは、×3がrlJである他は全部rOJ
である。同様に、I/O点の種々の状態盆限定する15
個一組の一意的な4ビツト・ワードがある。
For example, in the truth table, in the first row, the low voltage column is at a high level, and the other columns are in an indeterminate "don't care" state. In this state, all 1.4 pit outputs are uniquely determined to be "0". - This 4-bit word of all "0s" indicates that the power supply at the I/, 0 point is turned off. As another example, line 6 indicates that the output is turned on, but
Indicates that the output is shorted. That is, "1" appears in the first column without indicating "on/off 1", indicating that the I/O point should be turned on, and at the same time, the overcurrent column (
The overcurrent is displayed in the 6th column). The 4-bit output word for this condition is all rOJ except x3 is rlJ.
It is. Similarly, the various states of I/O points are limited to 15
There is a set of unique 4-bit words.

以上、プログラマブル制御装置に有用な改良された入力
/出力装置の特徴を説明した。この発明を実施する最善
の様式を説明したが、当業者であれば、この発明を逸脱
せずに、この他の種々の変更を加えることが出来よう。
Thus, features of an improved input/output device useful in a programmable control device have been described. Having described the best mode of carrying out the invention, those skilled in the art will recognize that many other modifications may be made without departing from the invention.

従って、特許請求の範囲は、この発明の範囲内で可能な
全ての変更を包括するものであることを承知されたい。
It is, therefore, to be understood that the appended claims are intended to cover all possible modifications within the scope of this invention.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図はこの発明のインテリジェント入力/出力(I/
O)装置を含むプログラマブル制御装置の簡略ブロック
図である。第2図は何れも第1図のI10装置に使う様
に構成した個別のI10モジュール及び携帯式の監視装
置に考えられる物理的な形状の1例を示す斜視図である
。第3図は第1図の1つのI10モジュールを詳しく示
すブロック図である。第4図は第3図に示した形式のI
/O点に対する通信部分と制御及び感知部分との簡略ブ
ロック図である。第5図及び第6図は第4図の回路に関
連する信号の関係を示ず波形図である。第7A図、第7
B図及び第7C図は第4図のI/O回路に使うことの出
来る種々の入力/出力スイッチング回路を示す回路図で
あり、第7A図は直流源回路、第7B図は直流シンク回
路及び第7C図は交流回路を夫々示す回路図である。第
8図は第4図のI/O点の制御及び感知部分の回路図で
ある。第9図は第9A乃至90図の回路の接続の仕方を
示す配置図であり、第9A図、第9B図及び第9C図は
第4図のI/O点の通信部分の詳しい回路図である。第
10図は第4図の通信部分の状態符号化器に於ける組合
せ論理として、診断及び状態データを4ビット符号化信
号に関係づける真理値表を示す図表である。 (主な符号の説明) 20:中央処理装置 28.106:通信回線 24.25.26: I10モジュール36.90:マ
イクロコントローラ 37乃至39.81乃至88 : I10点111:通
信部分 113:制御及び感知部分 141.146,175,176: 絶縁ゲート・トランジスタ
Figure 1 shows the intelligent input/output (I/
O) is a simplified block diagram of a programmable control device including the device. FIG. 2 is a perspective view illustrating one example of a possible physical configuration for a separate I10 module and portable monitoring device, both configured for use with the I10 device of FIG. FIG. 3 is a block diagram illustrating one I10 module of FIG. 1 in detail. Figure 4 shows I of the format shown in Figure 3.
FIG. 3 is a simplified block diagram of the communication part and the control and sensing part for the /O point. 5 and 6 are waveform diagrams that do not show the relationship of signals related to the circuit of FIG. 4. FIG. Figure 7A, 7th
Figures B and 7C are circuit diagrams showing various input/output switching circuits that can be used in the I/O circuit of Figure 4, with Figure 7A being a DC source circuit, and Figure 7B being a DC sink and circuit. FIG. 7C is a circuit diagram showing each AC circuit. FIG. 8 is a circuit diagram of the I/O point control and sensing portion of FIG. 4. FIG. 9 is a layout diagram showing how the circuits in FIGS. 9A to 90 are connected, and FIGS. 9A, 9B, and 9C are detailed circuit diagrams of the communication part of the I/O point in FIG. be. FIG. 10 is a diagram showing a truth table relating diagnostic and status data to a 4-bit encoded signal as combinatorial logic in the status encoder of the communication section of FIG. (Explanation of main symbols) 20: Central processing unit 28.106: Communication line 24.25.26: I10 module 36.90: Microcontroller 37 to 39.81 to 88: I10 point 111: Communication part 113: Control and Sensing part 141, 146, 175, 176: insulated gate transistor

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1)工業用プロセスの状態を表わす種々の信号を受取る
と共に、内蔵プログラム並びに前記プロセスの状態に従
つて該プロセスを制御する信号を発生する様に、内蔵プ
ログラムに従つて動作し得る中央処理装置(CPU)を
持つ形式の工業プロセス制御装置に用いられる、局部的
な診断及び判定能力を持つインテリジェント入力/出力
装置に於て、 前記CPUに接近して設けられていて該CPUとの信号
の交換を制御する入力/出力制御器と、制御するプロセ
スに比較的接近して配置され、プロセスのパラメータを
表わす入力信号を受取ると共に、プロセスの被制御要素
に対する出力信号を発生する少なくとも1つの入力/出
力モジュールと、 前記入力/出力制御器及び前記少なくとも1つの入力/
出力モジュールを相互接続して、その間で信号を伝達す
る通信回線とを有し、 前記入力/出力モジュールが、(イ)各々前記入力信号
の内の1つを受取る入力回路として、又は前記出力信号
の内の1つを供給する出力回路として選択的に動作する
様になっている複数個の入力/出力(I/O)回路、(
ロ)該I/O回路及びプロセスの間で前記入力信号及び
出力信号を伝達する導体を終端する手段、(ハ)前記I
/O制御器との信号を秩序正しく交換すると共に、前記
複数個のI/O回路を制御し且つその動作能力を試験す
るために、一組の記憶された命令に従って動作する動作
制御装置、及び(ニ)前記複数個のI/O回路を前記動
作制御装置に接続する手段を含んでいるインテリジェン
ト入力/出力装置。 2)特許請求の範囲第1項に記載したインテリジェント
入力/出力装置に於て、各々の前記I/O回路を入力回
路として又は出力回路として動作させる選択が、前記C
PUからの命令に従ってなされるインテリジェント入力
/出力装置。 3)特許請求の範囲第2項に記載したインテリジェント
入力/出力装置に於て、各々の前記I/O回路が通信部
分と制御及び感知部分とを含み、前記通信部分はI/O
点を入力として又は出力として制御する制御データを前
記動作制御装置から受取ると共に、前記I/O回路に関
する状態及び診断データを前記動作制御装置に伝送し、
前記制御及び感知部分は前記状態及び診断データの内の
少なくとも一部分を供給すると共に、前記I/O回路が
出力点として選択されているか又は入力点として選択さ
れているかに応じて、オン又はオフに切換えられるか或
いはオフに保たれるインテリジェント入力/出力装置。 4)特許請求の範囲第3項に記載したインテリジェント
入力/出力装置に於て、前記複数個のI/O回路を前記
動作制御装置に接続する手段が、各々の前記I/O回路
に対して1対の導体で構成され、その一方の導体が制御
信号を関連したI/O点に伝達し、他方の導体が関連し
たI/O点からの状態及び診断情報を前記動作制御装置
に伝達するインテリジェント入力/出力装置。 5)特許請求の範囲第4項に記載したインテリジェント
入力/出力装置に於て、前記通信部分が直列データ回線
であるインテリジェント入力/出力装置。 6)中央処理装置(CPU)及び該CPUとの信号の交
換を制御する入力/出力制御装置を持ち、前記CPUが
内蔵プログラムの関数として並びにプロセスの動作状態
を表わす入力信号の関数として、種々のプロセスを制御
する制御信号を発生する様な形式の工業プロセス制御装
置に使う入力/出力装置に於て、 前記プロセス制御装置及びプロセスの間で信号を交換す
る複数個の入力/出力モジュールと、各々の入力/出力
モジュールを前記入力/出力制御装置と相互接続して、
各々の入力/出力モジュール及び前記入力/出力制御装
置の間で信号を伝達する通信回線とを有し、 前記複数個の内の各々の入力/出力モジュールが、別の
複数個の入力/出力回路、マイクロコントローラ、該マ
イクロコントローラを各々の前記入力/出力回路と相互
接続する手段、及び前記複数個の入力/出力回路とプロ
セスの間で入力信号及び出力信号を伝達する導体を終端
する手段を含んでいる入力/出力装置。 7)特許請求の範囲第6項に記載した入力/出力装置に
於て、各々の前記入力/出力回路が通信部分と制御及び
感知部分とを含んでおり、 該通信部分は、前記マイクロコントローラから反復的な
一組の制御信号を受取る手段、該一組の制御信号に応答
して前記制御及び感知部分に対してオン/オフ信号を供
給する手段、前記制御及び感知部分から第1組の診断信
号を受取る手段、前記第1組の診断信号を符号化して符
号化した一組の診断信号を発生する手段、及び前記符号
化した一組の診断信号を前記マイクロコントローラに伝
送する手段を含んでおり、 前記制御及び感知部分は、前記オン/オフ信号に応答し
て前記入力/出力回路のオン又はオフ状態を決定する手
段、及び前記入力/出力回路の動作状態に応答して前記
第1組の診断信号を発生する手段を含んでいる入力/出
力装置。 8)特許請求の範囲第7項に記載した入力/出力装置に
於て、前記オン/オフ信号に応答する手段が絶縁ゲート
・トランジスタ(IGT)を含んでいる入力/出力装置
。 9)特許請求の範囲第8項に記載した入力/出力装置に
於て、前記絶縁ゲート・トランジスタが主電流部分及び
エミュレーション電流部分を持つ形式のものである入力
/出力装置。 10)特許請求の範囲第7項に記載した入力/出力装置
に於て、前記導体を終端する手段が、前記I/O回路毎
に1つの端子点を持つていて、導体を入力感知装置及び
出力負荷装置に対して終端する複数個の端子と、前記入
力/出力回路が入力回路として動作するか出力回路とし
て動作するかに応じて、導体を前記入力感知装置又は出
力負荷装置に対して終端する一組の共通端子点とを持つ
ている入力/出力装置。 11)特許請求の範囲第10項に記載した入力/出力装
置に於て、前記オン/オフ信号に応答する手段が主電流
部分及びエミュレーション電流部分を持つ絶縁ゲート・
トランジスタを含んでいる入力/出力装置。
Claims: 1) operating according to a built-in program so as to receive various signals representing the state of an industrial process and generate signals for controlling the process according to the built-in program and the state of the process; An intelligent input/output device with local diagnostic and decision-making capabilities for use in industrial process control equipment of the type having a central processing unit (CPU) that is located proximate to said CPU and that is located close to said CPU. an input/output controller for controlling the exchange of signals with a controlled element; and at least one input/output controller disposed in relatively close proximity to the controlled process for receiving an input signal representative of a parameter of the process and for generating an output signal for a controlled element of the process. one input/output module; the input/output controller and the at least one input/output module;
a communication line interconnecting the output modules and transmitting signals therebetween, wherein the input/output modules each act as (a) an input circuit for receiving one of the input signals, or a communication line for transmitting signals therebetween; a plurality of input/output (I/O) circuits adapted to selectively operate as output circuits providing one of the following:
(b) means for terminating the conductor that transmits the input signal and output signal between the I/O circuit and the process; (c) the I/O circuit and the process;
an operation controller operable according to a set of stored instructions for orderly exchanging signals with an I/O controller and for controlling the plurality of I/O circuits and testing their operational capabilities; (d) an intelligent input/output device including means for connecting said plurality of I/O circuits to said motion control device; 2) In the intelligent input/output device according to claim 1, the selection of operating each of the I/O circuits as an input circuit or an output circuit
Intelligent input/output device that follows instructions from the PU. 3) In the intelligent input/output device according to claim 2, each said I/O circuit includes a communication part and a control and sensing part, said communication part being an I/O
receiving control data from the motion control device for controlling a point as an input or as an output, and transmitting status and diagnostic data regarding the I/O circuit to the motion control device;
The control and sensing portion provides at least a portion of the status and diagnostic data and is turned on or off depending on whether the I/O circuit is selected as an output or input point. Intelligent input/output devices that can be switched or kept off. 4) In the intelligent input/output device according to claim 3, the means for connecting the plurality of I/O circuits to the operation control device includes a means for connecting each of the I/O circuits to the operation control device. Comprised of a pair of conductors, one conductor conveying control signals to an associated I/O point and the other conductor conveying status and diagnostic information from the associated I/O point to the operational controller. Intelligent input/output device. 5) An intelligent input/output device according to claim 4, wherein the communication portion is a serial data line. 6) having a central processing unit (CPU) and an input/output controller for controlling the exchange of signals with the CPU, the CPU being able to perform various functions as a function of its internal program and as a function of input signals representative of the operating state of the process; An input/output device for use in an industrial process control device of the type for generating control signals for controlling a process, comprising: a plurality of input/output modules each for exchanging signals between the process control device and the process; an input/output module interconnected with the input/output control device;
and a communication line for transmitting signals between each input/output module and the input/output control device, wherein each input/output module of the plurality connects to another input/output circuit. , a microcontroller, means for interconnecting the microcontroller with each of the input/output circuits, and means for terminating conductors conveying input and output signals between the plurality of input/output circuits and the process. input/output device. 7) An input/output device according to claim 6, wherein each said input/output circuit includes a communication part and a control and sensing part, said communication part being connected to said microcontroller. means for receiving a repetitive set of control signals; means for providing on/off signals to the control and sensing portion in response to the set of control signals; and a first set of diagnostics from the control and sensing portion. means for receiving signals, means for encoding the first set of diagnostic signals to generate an encoded set of diagnostic signals, and means for transmitting the encoded set of diagnostic signals to the microcontroller. and the control and sensing portion includes means for determining an on or off state of the input/output circuit in response to the on/off signal, and means for determining an on or off state of the input/output circuit in response to the operating state of the input/output circuit. an input/output device including means for generating diagnostic signals for the input/output device; 8) An input/output device as claimed in claim 7, wherein the means responsive to the on/off signal includes an insulated gate transistor (IGT). 9) An input/output device as claimed in claim 8, wherein the insulated gate transistor is of the type having a main current portion and an emulation current portion. 10) An input/output device according to claim 7, wherein the means for terminating the conductor has one terminal point for each I/O circuit and connects the conductor to an input sensing device and a plurality of terminals terminating to an output load device and a conductor terminating to the input sensing device or output load device depending on whether the input/output circuit operates as an input circuit or an output circuit; an input/output device having a set of common terminal points. 11) In the input/output device according to claim 10, the means responsive to the on/off signal comprises an insulated gate having a main current portion and an emulation current portion.
Input/output devices containing transistors.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007312573A (en) * 2006-05-19 2007-11-29 Omron Corp Io unit in safety controller of building block type
JP2009123211A (en) * 2007-11-14 2009-06-04 General Electric Co <Ge> Programmable logic controller having microelectromechanical system based switching

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB8601117D0 (en) * 1986-01-17 1986-02-19 Barcrest Ltd Computer terminal auxiliary device
DE3711812A1 (en) * 1987-04-08 1988-10-27 Bosch Gmbh Robert VARIABLE PARALLEL INTERFACE, ESPECIALLY FOR A SCREWDRIVER
DE3800077A1 (en) * 1988-01-05 1989-07-13 Bosch Gmbh Robert DECENTRALIZED IN / OUTPUT ASSEMBLY FOR ELECTRONIC CONTROLLERS
DE3803713C2 (en) * 1988-02-08 1996-05-23 Claas Ohg Computer I / O circuitry
US5001358A (en) * 1988-02-19 1991-03-19 Omron Tateisi Electronics Co. Interface device
DE535340T1 (en) * 1991-09-30 1993-10-14 Yokogawa Electric Corp Multifunction controller.
DE4142453C1 (en) * 1991-12-20 1993-02-25 Knuerr-Mechanik Fuer Die Elektronik Ag, 8000 Muenchen, De Laboratory or test desk working station - has measuring and control structure spatially sepd. from operating and indicating manual appts. in data communication with bus-system network
IT1261102B (en) * 1993-10-29 1996-05-09 Marelli Autronica INTERFACE FOR DEVICES CONTROLLED BY MICROCONTROLLERS AND / OR MICROPROCESSORS.
GB2294137B (en) * 1994-09-23 1997-01-15 Cambridge Consultants Data processing apparatus with external interface
GB9419246D0 (en) 1994-09-23 1994-11-09 Cambridge Consultants Data processing circuits and interfaces
DE19707241C2 (en) * 1997-02-25 2000-05-31 Pilz Gmbh & Co Modular safety relay
DE19830472B4 (en) 1998-07-08 2013-06-27 Robert Bosch Gmbh External component for a microprocessor system and operating procedures

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS4929041A (en) * 1972-07-12 1974-03-15
JPS57143657A (en) * 1981-03-03 1982-09-04 Fujitsu Ltd Memory controlling system

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2517565C3 (en) * 1975-04-21 1978-10-26 Siemens Ag, 1000 Berlin Und 8000 Muenchen Circuit arrangement for a data processing system
US4296464A (en) * 1977-03-03 1981-10-20 Honeywell Inc. Process control system with local microprocessor control means
US4417151A (en) * 1982-03-11 1983-11-22 Distributed Control Systems, Inc. Universal input-output device

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS4929041A (en) * 1972-07-12 1974-03-15
JPS57143657A (en) * 1981-03-03 1982-09-04 Fujitsu Ltd Memory controlling system

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007312573A (en) * 2006-05-19 2007-11-29 Omron Corp Io unit in safety controller of building block type
JP2009123211A (en) * 2007-11-14 2009-06-04 General Electric Co <Ge> Programmable logic controller having microelectromechanical system based switching

Also Published As

Publication number Publication date
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FR2565379B1 (en) 1991-05-31

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