JP2006048481A - 信号入力装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 接続対象となる近接センサや光電センサ等の２線式又は３線式センサに、例えばクーラントの侵入等を原因として漏電故障が発生する場合、漏電故障が発生する以前に、そのことを的確に予知する機能を備えた信号入力装置を提供すること。
【解決手段】 弁別二値化回路の出力状態がオフ電流状態であるときに、電流計測手段にて計測される計測電流値と予め設定された設定電流値とに基づいて、接続対象となる２線式センサの漏電程度に相当する情報を生成する漏電情報生成手段と、漏電情報生成手段により生成された漏電程度に相当する情報を外部へと出力する漏電情報出力手段と、を含む。
【選択図】 図４

Description

この発明は、センサ（例えば、光電センサ、近接センサ等）からの信号を制御装置等に取り込むための信号入力装置に係り、例えば、プログラマブルコントローラの通信スレーブユニット等として具現化される信号入力装置に関する。

ファクトリーオートメーション（ＦＡ）の分野で用いられているビルディングブロック型のプログラマブルコントローラ（ＰＬＣ）は、複数のユニットから構成される。それらのユニットとしては、例えば、電源を供給する電源ユニット、ＰＬＣ全体の制御を統率するＣＰＵユニット、ＦＡの生産装置や設備装置の適所に取り付けたスイッチやセンサなどの入力機器の信号を入力する入力ユニット、アクチュエータなどの出力機器に制御出力を送出する出力ユニット、フィールドバスを介して入力通信スレーブユニット（以下、単に「入力スレーブユニット」と称する）との間で入力信号や出力信号を通信をする通信マスタユニット、イーサネット（登録商標）などの通信ネットワークに接続して外部パソコンなどと通信するための通信ユニット等を挙げることができる。

ＰＬＣのＣＰＵユニットにおける制御は、入力ユニットから入力した入力信号または通信マスタユニットを経由して入力スレーブユニットから入力した入力信号をＣＰＵユニットのＩ／Ｏメモリに取り込み（ＩＮリフレッシュ）、予め登録されたユーザプログラム記述言語（例えばラダー言語）で組まれたユーザプログラムに基づき論理演算をし（ユーザプログラム実行）、その演算実行結果をＩ／Ｏメモリに書き込んで出力ユニットに送り出し、または通信マスタユニットを介して出力通信スレーブユニット（以下、単に「出力スレーブユニット」と称する）へ送る（ＯＵＴリフレッシュ）、その後に、いわゆる周辺サービス処理（周辺処理）、をサイクリックに繰り返し行うような処理である。

このように、通信マスタユニットと通信スレーブユニットとを備え、それらを介して遠隔設置された出力機器を駆動できるようにしたプログラマブルコントローラ（ＰＬＣ）システムは、種々の文献に記載されている（例えば、特許文献１等参照）。
特開２００３−１５０２４４

上述のプログラマブルコントローラシステムに含まれる入力ユニットや入力スレーブユニット等の信号入力装置には、各種の入力機器（例えば、光電センサ、近接センサ、リミットスイッチ、押しボタンスイッチ等）が接続される。信号入力装置と入力機器とを接続するための接続構造としては、電気コードを介するコード接続方式と、プラグとソケットとを介してケース同士を直接に接続するプラグイン接続方式とが存在する。コード接続方式の場合、一般的には、入力機器のケースからは固定式又はコネクタ着脱式に電気コードが引き出される。この電気コード先端から引き出された芯線と入力装置との接続は、入力装置側の端子台と芯線側の圧着端子片とを用いたビス止め構造又は圧入構造、あるいは芯線側のプラグと信号入力装置側のレセプタクルとを用いたコネクタ構造を介して行われる。プラグイン接続方式の場合、信号入力装置のケース側にはプラグ又はソケットが配置され、これに対応する入力機器側にはソケット又はプラグが配置される。これにより、両者はケースごと、機械的及び電気的に接続される。

入力機器が、光電センサや近接センサ等のように、信号入力装置側から電源供給を受けて動作する能動型の入力機器である場合、接続構造に採用される配線方式としては３線式と２線式とが存在する。

より具体的には、３線式の配線方式が採用された場合、入力機器（例えば、光電センサ、近接センサ等）の側には、受電端子とグランド端子と信号端子との３個の端子が存在する。入力機器の内部回路（例えば、センサ回路部等）は、受電端子とグランド端子とを介して給電されて動作する。動作の結果として生成されたセンシング信号は信号端子から外部へと出力される。これに対する信号入力装置（例えば、入力ユニット、入力通信スレーブユニット等）の側には、入力機器の電源端子に接続されるべき装置側電源端子と、入力機器のグランド端子に接続されるべき装置側グランド端子と、入力機器の信号端子に接続されるべき装置側信号端子との３個の端子と、装置側信号端子に繋がる内部信号ラインを流れる電流値を、オン電流状態とオフ電流状態とに弁別二値化する弁別二値化回路とが存在する。そして、この弁別二値化回路の出力状態が接続対象となる３線式センサのオンオフ状態として装置内に取り込まれる。つまり、弁別二値化回路の出力状態がオン電流状態であれば、接続対象となる３線式センサ（例えば、光電センサ、近接センサ等）はオン状態として入力され、逆に弁別二値化回路の出力状態がオフ電流状態であれば、当該３線式センサはオフ状態として入力される。

２線式の配線方式が採用された入力機器の場合、入力機器側には、受電と制御出力とに兼用される電源端子とグランド端子との２個の端子が存在する。入力機器の内部回路は、それら２個の端子を介して給電されて動作する。動作の結果として生成されるセンシング信号は、上述の電源端子から外部へと出力される。これに対する信号入力装置の側には、入力機器の電源端子に接続されて、給電とセンシング信号の入力とに兼用される装置側電源端子と、入力機器のグランド端子に接続されるべき装置側グランド端子と、装置側電源端子に繋がる内部電源ライン又は装置側グランドラインに繋がる内部グランドラインを流れる電流値を、オン電流状態とオフ電流状態とに弁別二値化する弁別二値化回路とが存在する。そして、この弁別二値化回路の出力状態が接続対象となる２線式センサのオンオフ状態として装置内に取り込まれる。つまり、弁別二値化回路の出力状態がオン電流状態であれば、接続対象となる２線式センサ（例えば、光電センサ、近接センサ等）はオン状態として入力され、逆に弁別二値化回路の出力状態がオフ電流状態であれば、当該２線式センサはオフ状態として入力される。

ところで、信号入力装置のひとつであるＰＬＣの入力スレーブユニットには、それに接続された入力機器の異常を検出する機能が従来より組み込まれている。入力スレーブユニットがそれに接続された入力機器の異常を検知すると、そのことはフィールドバスを介して、フィールドバス上のコンフィギュレータ（パソコンにコンフィギュレータ動作ソフトがインストールされている）やＰＬＣ上の通信マスタユニットへと通知される。入力機器の異常を通知されたコンフィギュレータの側では、その旨をシステム管理者に伝えるために、コンフィギュレータの画面上に特定の表示（異常の旨の表示）を行なう。通信マスタへ送られた情報は、さらに、ＣＰＵユニットにてパトライトの点灯やブザーの鳴動を行わせたり、周辺サービス処理を介して上位パソコンへと送られる。これにより、システム管理者や現場作業員は当該故障に係る入力機器を交換する等の迅速な対応をとることができる。

従来、入力機器の異常を検出するために、入力スレーブユニットが採用している手法は、入力スレーブユニット内に存在する入力機器への給電路を流れる電流を過電流検出部と低電流検出部を介して監視するものである。例えば、電源端子とグランド端子と信号端子との３個の端子を有する３線式の入力機器に対応する入力スレーブユニットの場合、入力スレーブユニット内の給電路（例えば、グランドライン）には、過電流検出部と低電流検出部とが介在される。過電流検出部は、給電路に介在されて、それを流れる電流が所定の上限値を超えると急激に抵抗値が増大して電流を実質的に遮断する正特性サーミスタ（通称ポリスイッチ）と、正特性サーミスタの両端電位差が規定値を越えると過電流有りを判定して出力するコンパレータとで構成することができる。低電流検出器は、給電路に介在された微小抵抗と、この微小抵抗の両端電位差がＶＢＥ（ベース・エミッタ間の順方向電位差）を下回ると低電流を判定してスイッチング（オン→オフ）するバイポーラトランジスタとで構成することができる。

入力スレーブユニットと入力機器とを繋ぐ電気コード内には、電源線とグランド線と信号線とが芯線として含まれている。電気コードの被覆が傷ついて電源線とグランド線とが電気コードの途中で短絡したり、入力通信スレーブユニットの端子台上で電源線とグランド線とが短絡したことは、過電流検出部からの検出信号により判定することができる。入力通信スレーブユニットと入力機器とを繋ぐ電気コード内において、電源線又はグランド線が断線したり、入力通信スレーブユニットの端子台から電源線又はグランド線が外れたりしたことは、低電流検出部からの検出信号により判定することができる。

しかし、上述の異常判定手法は、過電流検出部と低電流検出部とを介して単に電流値を監視するに過ぎないものであるから、監視される電流値が、正常時オン電流値を大きく越える値を示すか、正常時オフ電流値を大きく下回る値を示さない限り、なんら異常判定は行われない。そのため、発生された故障は検知できても、発生する以前の故障を予知することはできない。殊に、昨今、自動車の生産ライン等においては、クーラントの降り注ぐ劣悪環境下において、光電センサや近接センサが多数使用され、それらがクーラントの侵入を原因として、しばしば漏電故障を起こし、ライン停止や欠陥品発生等により大きな損失を生ずると言う問題点が指摘されており、その解決にはそれらセンサに生ずる漏電故障の予知が望まれている。

この発明は、上述の技術的背景に鑑みてなされてものであり、その目的とするところは、接続対象となる近接センサや光電センサ等の２線式又は３線式センサに、例えばクーラントの侵入等を原因として漏電故障が発生する場合、漏電故障が発生する以前に、そのことを的確に予知する機能を備えた信号入力装置を提供することにある。

この発明の他の目的とするところは、上述のように、漏電故障を予知した場合には、その旨を視覚的又は聴覚的に報知することが可能な信号入力装置を提供することにある。

この発明の他の目的とするところは、様々な種類乃至機種のセンサに対しても、上述の漏電故障予知を柔軟に適用可能な信号入力装置を提供することにある。

この発明の他の目的とするところは、接続対象となる近接センサや光電センサ等の２線式又は３線式センサに、例えばクーラントの侵入等を原因として漏電故障が発生する場合、漏電故障が発生する以前に、そのことを的確に予知する機能を備えたプログラマブルコントローラの通信スレーブユニットを提供することにある。

この発明の他の目的とするところは、いずれかのチャンネルのセンサにおいて漏電故障が予知された場合、その旨をプログラマブルコントローラの側で認識することができるようにしたプログラマブルコントローラの通信スレーブユニットを提供することにある。

この発明の他の目的とするところは、通信を介する遠隔制御にて、各チャンネルの漏電故障検知仕様を適切に設定が可能なプログラマブルコントローラの通信スレーブユニットを提供することにある。

この発明のさらに他の目的並びに作用効果については、明細書の以下の説明を参照することにより、当業者であれば容易に理解されるであろう。

この発明の信号入力装置は、２線式センサのセンサ側電源端子に接続されるべき装置側電源端子と、２線式センサのセンサ側グランド端子に接続されるべき装置側グランド端子と、装置側電源端子に繋がる内部電源ライン又は装置側グランド端子に繋がる内部グランドラインを流れる電流の値を、オン電流状態とオフ電流状態とに弁別二値化する弁別二値化回路と、を有する。そして、弁別二値化回路の出力状態を接続対象となる２線式センサのオンオフ状態として装置内に取り込むようになされている。この信号入力装置には、さらに、装置側電源端子に繋がる内部電源ライン又は装置側グランドラインに繋がる内部グランドラインを流れる電流値を計測するための電流計測手段と、弁別二値化回路の出力状態がオフ電流状態であるときに、電流計測手段にて計測される計測電流値と予め設定された設定電流値とに基づいて、接続対象となる２線式センサの漏電程度に相当する情報を生成する漏電情報生成手段と、漏電情報生成手段により生成された漏電程度に相当する情報を外部へと出力する漏電情報出力手段と、が含まれている。

このような構成によれば、２線式センサ（例えば、近接センサ）において、クーラントの侵入等を原因として、電源端子とグランド端子との間で漏電が開始された場合、漏電程度が進行するにつれて、オフ電流状態における内部電源ライン又は内部グランドラインを流れる電流が、正常値に比べて顕著に増加するから、計測電流値と予め設定された設定電流値とに基づいて、漏電程度に相当する情報を生成し、漏電故障の予知が可能となる。

ここで、「漏電故障」とは、漏電が進むことにより、センサが使用不能に陥る状態を広く意味している。この漏電故障の中には、例えば、漏電電流が増加することにより、正常なオン電流との区別がつかなくなり、センサがオン状態にあるのかオフ状態にあるのかが判明できなくなる状態等が含まれる。

また、「計測電流値と設定電流値とに基づいて」について、種々の態様が含まれる。それらの態様の中には、例えば、（１）正常時のオフ電流値（センサ内部回路にて消費される）と異常時（漏電故障時）のオフ電流値との中間のどこかに１段階又は２段階以上の設定電流値を設けておき、計測電流値がこれを越えたときに漏電程度に相当する情報（「漏電故障が間近」、「漏電程度が〜段階に達している」等）を生成するもの、（２）正常時のオフ電流増加速度と異常時（漏電故障時）に至る途中のオフ電流増加速との中間のどこかに設定電流値（この場合は電流増加速度）を設けておき、計測電流値の増加速度がこれを越えたときに漏電程度に相当する情報（「漏電故障間近」等）を生成するもの、等が含めることができる。

このとき、「計測電流値」としては、例えばタイマにより計測タイミングを遅らせたり、あるいは、計測対象となる電流値を常時監視すること等により、オンオフ過渡期における電流変動期間終了後の計測電流値を取得することが好ましい。オフ電流状態と判定されても、実際の計測対象となる電流値は瞬時にはオフ電流値とはならないからである。

別の一面から見た本発明の信号入力装置は、３線式センサのセンサ側電源端子に接続されるべき装置側電源端子と、３線式センサのセンサ側グランド端子に接続されるべき装置側グランド端子と、３線式センサのセンサ側信号端子に接続されるべき装置側信号端子と、装置側信号端子に繋がる内部信号ラインを流れる電流値を、オン電流状態とオフ電流状態とに弁別二値化する弁別二値化回路と、を有する。そして、弁別二値化回路の出力状態を接続対象となる３線式センサのオンオフ状態として装置内に取り込むようになされている。この信号入力装置は、装置側電源端子に繋がる内部電源ラインと装置側グランド端子に繋がる内部グランドラインとのうちで、センサ信号電流とセンサ制御用電流とが合流する側のラインを流れる電流値を計測するための第１の電流計測手段と、弁別二値化回路の出力状態がオフ電流状態（又はオン電流状態）であるときに、第１の電流計測手段により計測される計測電流値と予め設定されたオフ電流状態用（又はオン電流状態用）の設定電流値とに基づいて、接続対象となる３線式センサの漏電程度に相当する情報を生成する漏電情報生成手段と、漏電情報生成手段により生成された漏電程度に相当する情報を外部へと出力する漏電情報出力手段と、をさらに含んでいる。

このような構成によれば、３線式センサ（例えば、近接センサ）において、クーラントの侵入等を原因として、電源端子とグランド端子との間、あるいは信号端子とグランド端子との間、等で漏電が開始された場合、漏電程度が進行するにつれて、オフ電流状態における内部電源ライン又は内部グランドラインを流れる電流が、正常値に比べて増加するから、計測電流値と予め設定された設定電流値とに基づいて、漏電程度に相当する情報を生成し、漏電故障の予知が可能となる。

ここで、「漏電故障」、「計測電流値と設定電流値とに基づいて」について、は先に説明した通りである。このときも、「計測電流値」としては、例えばタイマにより計測タイミングを遅らせたり、あるいは、計測対象となる電流値を常時監視すること等により、オンオフ過渡期における電流変動期間終了後の計測電流値を取得することが好ましい。オフ電流状態と判定されても、実際の計測対象となる電流値は瞬時にはオフ電流値とはならないからである。

このとき、好ましい実施の形態においては、装置側信号端子に繋がる内部信号ラインを流れる電流値を計測する第２の電流計測手段を有し、漏電程度に相当する情報を生成するために、弁別二値化回路の出力状態がオフ電流状態であるときに、第２の電流計測手段にて計測される計測電流値をさらに使用する、ようにしてもよい。このような構成によれば、オフ電流状態における内部信号ラインの電流を判断要素に加味することにより、漏電程度に相当する情報の信頼性を一層高めることができる。このとき、先の理由から、計測電流値としては、オンオフ過渡期における電流変動期間終了後の計測電流値を取得することが好ましい。

好ましい実施の形態においては、上述の発明においては、計測電流値と比較されるべき設定電流値を変更するための設定値変更手段を有する、ことがこのましい。このような構成によれば、センサの種類や型式等に合わせて、設定電流値を適切に調整することにより、汎用性が向上する。

本発明のプログラマブルコントローラの通信スレーブユニットは、それぞれ外部機器と接続される所定チャンネル数分の外部インタフェース部と、プログラマブルコントローラとの間で通信を行うための通信部と、各チャンネルのそれぞれに対応する記憶領域を有するメモリと、を有する。

外部インタフェース部の中で、センサに接続されるべきチャンネルの外部インタフェース部には、２線式センサのセンサ側電源端子に接続されるべき装置側電源端子と、２線式センサのセンサ側グランド端子に接続されるべき装置側グランド端子と、装置側電源端子に繋がる内部電源ライン又は装置側グランド端子に繋がる内部グランドラインを流れる電流の値を、オン電流状態とオフ電流状態とに弁別二値化する弁別二値化回路と、が設けられている。

さらに、制御部には、メモリ内のセンサに割り当てられたチャンネルの入力信号の状態を、該当するチャンネルの外部インタフェース部の弁別二値化回路の出力状態により周期的に更新する入力更新手段と、通信を介してプログラマブルコントローラから入力信号送信要求が到来するのに応答して、該当するチャンネルの入力信号をチャンネルメモリから読み出して、プログラマブルコントローラへと送信する入力信号送信手段と、が設けられている。

この通信スレーブユニットには、所定チャンネル数分の外部インタフェース部の中で、センサに接続されるべき外部インタフェース部には、内部電源ライン又は内部グランドラインを流れる電流の値を計測する電流計測手段が設けられ、かつ制御部には、弁別二値化回路の出力状態がオフ電流状態であるときに、電流計測手段にて計測された計測電流値と予め設定された設定電流値とに基づいて、該当するチャンネルに接続された２線式センサの漏電程度に相当する情報を生成する漏電情報生成手段と、漏電情報生成手段にて生成された漏電程度に相当する情報を外部に出力する漏電情報出力手段と、が設けられている。

このような構成によれば、プログラマブルコントローラの通信スレーブユニットとしての機能を維持しつつも、各チャンネルに接続された２線式センサ（例えば、近接センサや光電センサ等）のそれぞれに関する漏電程度を示す情報を生成し、これを外部へと出力させることができ、漏電故障の予知が可能となる。すなわち、接続対象となる近接センサや光電センサ等の２線式センサに、例えばクーラントの侵入等を原因として漏電故障が発生する場合、漏電故障が発生する以前に、そのことを的確に予知することが可能となる。

この発明のプログラマブルコントローラの通信スレーブユニットは、それぞれ外部機器と接続される所定チャンネル数分の外部インタフェース部と、プログラマブルコントローラとの間で通信を行うための通信部と、各チャンネルのそれぞれに対応する記憶領域を有するメモリと、を有する。

外部インタフェース部の中で、センサに接続されるべきチャンネルの外部インタフェース部には、３線式センサのセンサ側電源端子に接続されるべき装置側電源端子と、３線式センサのセンサ側グランド端子に接続されるべき装置側グランド端子と、３線式センサのセンサ側信号端子に接続されるべき装置側信号端子と、装置側信号端子に繋がる内部信号ラインを流れる電流値を、オン電流状態とオフ電流状態とに弁別二値化する弁別二値化回路と、が設けられている。

さらに、制御部には、メモリ内のセンサに割り当てられたチャンネルの入力信号の状態を、該当するチャンネルの外部インタフェース部の弁別二値化回路の出力状態により周期的に更新する入力更新手段と、通信を介してプログラマブルコントローラから入力信号送信要求が到来するのに応答して、該当するチャンネルの入力信号をチャンネルメモリから読み出して、プログラマブルコントローラへと送信する入力信号送信手段と、が設けられている。

所定チャンネル数分の外部インタフェース部の中で、センサに接続されるべき外部インタフェース部には、装置側電源端子に繋がる内部電源ラインと装置側グランド端子に繋がる内部グランドラインとのうちで、センサ信号電流とセンサ制御用電流とが合流する側のラインを流れる電流値を計測するための第１の電流計測手段が設けられ、かつ制御部には、弁別二値化回路の出力状態がオフ電流状態（又はオン電流状態）であるときに、第１の電流計測手段により計測される計測電流値と予め設定されたオフ電流状態用（又はオン電流状態用）の設定電流値とに基づいて、接続対象となる３線式センサの漏電程度に相当する情報を生成する漏電情報生成手段と、漏電情報生成手段により生成された漏電程度に相当する情報を外部へと出力する漏電情報出力手段と、が設けられている。

このような構成によれば、プログラマブルコントローラの通信スレーブユニットとしての機能を維持しつつも、各チャンネルに接続された３線式センサ（例えば、近接センサや光電センサ等）のそれぞれに関する漏電程度を示す情報を生成し、これを外部へと出力させることができ、漏電故障の予知が可能となる。すなわち、接続対象となる近接センサや光電センサ等の３線式センサに、例えばクーラントの侵入等を原因として漏電故障が発生する場合、漏電故障が発生する以前に、そのことを的確に予知することが可能となる。

上述の３線式センサ対応の通信スレーブユニットにおける好ましい実施の形態においては、装置側信号端子に繋がる内部信号ラインを流れる電流値を計測する第２の電流計測手段を有し、漏電程度に相当する情報を生成するために、弁別二値化回路の出力状態がオフ電流状態であるときに、第２の電流計測手段にて計測される計測電流値をさらに使用する、ようにしてもよい。このような構成によれば、オフ電流状態における内部信号ラインの電流を判断要素に加味することにより、漏電程度に相当する情報の信頼性を一層高めることができる。

上述した２線式センサ対応又は３線式センサ対応の通信スレーブユニットにおける好ましい実施の形態においては、漏電情報出力手段が、通信を介して所定の送信要求が到来するのに応答して、該当するチャンネルの漏電情報を送信要求元へと送信する漏電情報送信手段である、ようにしてもよい。このような構成によれば、いずれかのチャンネルのセンサにおいて漏電故障が予知された場合、その旨を通信を介して結ばれたプログラマブルコントローラや上位コンピュータ等の側で認識することができる。

上述した２線式センサ対応又は３線式センサ対応の通信スレーブユニットにおける好ましい実施の形態においては、漏電情報出力手段が、漏電情報生成手段により生成された漏電程度に相当する情報を外部へと視覚的に又は聴覚的に出力する、ようにしてもよい。このような構成によれば、いずれかのチャンネルに接続されたセンサにおいて、漏電故障予知が行われた場合、その旨が通信スレーブユニット側においても、視覚的又は聴覚的に報知される。

上述した２線式センサ対応又は３線式センサ対応の通信スレーブユニットにおける好ましい実施の形態においては、通信を介して所定の要求が到来するのに応答して、該当するチャンネルの設定電流値を当該要求により教示された値又は学習された値に更新する設定電流値更新手段をさらに含む、ようにしてもよい。このような構成によれば、通信を介して、各チャンネルの漏電故障検知仕様を適切に設定可能となる。

以上の説明で明らかなように、本発明によれば、接続対象となる近接センサや光電センサ等の２線式又は３線式センサに、例えばクーラントの侵入等を原因として漏電故障が発生する場合、漏電故障が発生する以前に、そのことを的確に予知することが可能となる。

以下に、この発明の好適な実施の形態を添付図面を参照しながら詳細に説明する。

本発明が適用された入力スレーブユニットを含むＰＬＣシステム全体の構成図が図１に示されている。同図に示されるように、このＰＬＣシステムの全体は、１台のＰＬＣ本体１と、２台の入力スレーブユニット２，２と、１台の出力スレーブユニット３と、１台の入出力スレーブユニット４とを、フィールドバス５を介して通信により接続して構成されている。尚、図において符号６で示されるものは、パソコンで構成されたコンフィグレータである。当業者にはよく知られているように、コンフィグレータ６とは、フィールドバス５を構成するネットワークを統括管理する機能を有する情報処理装置である。

ＰＬＣ本体１には、電源ユニット１０１と、ＣＰＵユニット１０２と、Ｉ／Ｏユニット１０３と、通信マスタユニット１０４とが含まれている。これらのユニット１０１〜１０４は、バックプレーン上に敷設されたＰＬＣバス１０５に対して着脱自在に装着される。電源ユニット１０１は、バックプレーン上の電源線を介して、ＣＰＵユニット１０２、Ｉ／Ｏユニット１０３、通信マスタユニット１０４に対して電源を供給する。ＣＰＵユニット１０２は、ＰＬＣ本体１の全体を統括制御する。Ｉ／Ｏユニット１０３は、各種の入力機器（例えば、センサやスイッチ等）から入力データを取り込んだり、各種の出力機器（例えば、リレーやアクチュエータ等）に対して出力信号を送出する機能を有する。通信マスタユニット１０４は、フィールドバス５を介して、入力スレーブユニット２，２、出力スレーブユニット３、入出力スレーブユニット４との間でデータ通信を行うために使用される。

２台の入力スレーブユニット２，２のうちで、図中左側に描かれた入力スレーブユニット２には、例えば１６台のセンサ７，７，…が接続される。これらのセンサ７としては、光電センサ、近接センサ、変位センサ等のように、電源の供給を受けてセンサ内部回路が動作し、その結果、センサ出力信号を生成して、入力スレーブユニット２に対して出力する機能を有する。この例では、入力スレーブユニット２はローカル電源である直流電源１１から給電されて動作すると共に、入力スレーブユニット２に接続された例えば１６台のセンサ７，７，…についても、入力スレーブユニット２を介して、直流電源１１から給電される。

２台の入力スレーブユニット２，２のうちで図中右側に描かれた入力スレーブユニット２には、例えば１６台のスイッチ８，８，…が接続されている。これらのスイッチ８，８としては、例えばリミットスイッチや押しボタンスイッチ等のように、受動的なスイッチが採用されている。尚、この場合にも、入力スレーブユニット２については、直流電源１１から給電されて動作する。

出力スレーブユニット３には、リレー９やアクチュエータ１０等のような各種の出力機器が接続される。出力スレーブユニット３についても直流電源１１から給電されて動作すると共に、出力スレーブユニット３に接続されたリレー９，アクチュエータ１０等の出力機器についても、出力スレーブユニット３を介して直流電源１１から給電される。

入出力スレーブユニット４には、センサ７等の入力機器と、リレー９等の出力機器とが混在する形で接続される。この入出力スレーブユニット４についても、直流電源１１から給電されて動作すると共に、入出力スレーブユニット４に接続されたセンサ７，リレー９についても、入出力スレーブユニット４を介して直流電源１１から給電される。

ＰＬＣ本体１のＣＰＵユニット１０２における制御は、当業者にはよく知られているように、Ｉ／Ｏユニット１０３を構成する入力ユニットから入力した入力信号または通信マスタユニット１０４を経由して入力スレーブユニット２，２から入力した入力信号をＣＰＵユニット１０２のＩ／Ｏメモリに取り込み（ＩＮリフレッシュ）、予め登録されたユーザプログラム記述言語（例えばラダー言語）で組まれたユーザプログラムに基づき論理演算を行い（ユーザプログラム実行）、その演算実行結果をＩ／Ｏメモリに書き込んで、Ｉ／Ｏユニット１０３を構成する出力ユニットに送り出し、または通信マスタユニット１０４を介して出力スレーブユニット３へ送る（ＯＵＴリフレッシュ）、その後に、いわゆる周辺サービス処理（周辺処理）をサイクリックに繰り返し行うような処理である。

次に、本発明が適用された入力スレーブユニット２の外観図が図２に示されている。同図に示されるように、この入力スレーブユニット２は、直方体状の箱形ケース２０１を有する。このケース２０１はＤＩＮレール取付ホック２０２を介して図示しないＤＩＮレールに装着可能となされている。ケース２０１の前面側には、１６個のコネクタソケット２０３，２０３，…が上段と下段に分けて８個ずつ水平方向２列に配列されている。各コネクタ２０３，２０３…には、４個の端子が設けられている。図中右側に示されるように、ファイバ型光電センサ７ａのアンプケースからは電気コード７０１が引き出され、その先端にはコネクタプラグ７０２が取り付けられている。また同様にして、近接センサ７ｂからも電気コード７０１が引き出され、その先端にもコネクタプラグ７０２が取り付けられている。そして、これらのコネクタプラグ７０２，７０２が先ほど説明したケース２０１側のコネクタソケット２０３に対して着脱自在に装着される。図に示されるように、センサ側のコネクタプラグ７０２内にも４個の端子（端子ピン）が内蔵されていることは言うまでもない。

入力スレーブユニット２のケース２０１の上部には、１６個の動作表示灯２０５と、１個のネットワークステータス（ＭＳ）表示灯２０６と、１個のモジュールステータス（ＮＳ）表示灯２０７と、２個のロータリスイッチ２０８，２０９とが設けられている。

１６個の動作表示灯２０５のそれぞれは、１６個のコネクタソケット２０３のそれぞれに接続される各種センサの動作状態を表示する。この例では、オン状態のセンサに対しては黄色点灯、オフ状態のセンサに対しては消灯、異常状態にあるセンサに対しては赤色点灯が割り当てられている。この実施形態においては、動作表示灯の赤色点灯状態によって、該当するチャンネルのセンサ（例えば、近接センサ、光電センサ等）の漏電故障予知の報知がなされる。ネットワークステータス表示灯２０６は、ネットワークの通信（マスタとの通信）の状態を表示する。モジュールステータス表示灯２０７は、このスレーブユニットの動作状態を表示する。この例では、正常状態に対しては緑色点灯、異常状態に対しては赤色点灯が割り当てられている。そのため、これらのネットワークステータス表示灯２０６やモジュールステータス表示灯２０７を観察することによって、当該入力スレーブユニット２の動作状態やそれが接続されたネットワーク（フィールドバス５）の状態をオペレータは理解することができる。２個のロータリスイッチ２０８，２０９は、当該入力スレーブユニット２のノードアドレスを設定するために使用される。図中左側に位置するロータリスイッチ２０９は一の桁に、また右側に位置するロータリスイッチ２０８は十の桁に割り当てられており、例えばアドレス『１２』を設定する場合、左側のロータリスイッチ２０９には『１』が、右側のロータリスイッチ２０８には『２』が設定される。ケース２０１の前面左側部分には、フィールドバス５と接続するためのフィールドバス用コネクタ２０４が設けられている。

尚、図２の例では、センサ側から延びる電気コード７０１と入力スレーブユニット２とを、コネクタプラグ７０２とコネクタソケット２０３とを介してコネクタ接続しているが、これは端子台接続に代えることもできる。その場合、入力スレーブユニット２の側には各々４個の端子を有する１６組の端子台が備えられると共に、センサ側の電気コード７０１から引き出された４本の電線（芯線）のそれぞれには例えば圧着端子片が取り付けられ、両者はビス止め或いは圧入構造等により電気的に接続される。

入力スレーブユニットの電気的なハードウェア構成を示すブロック図が図３に示されている。同図に示されるように、この入力スレーブユニット２は、マイクロプロセッサ（ＭＰＵ）２１と、ＲＯＭ２２と、ＲＡＭ２３と、フィールドバス通信部２４と、センサインタフェース部２５と、表示部２６と、操作部２７とを含んでいる。これらの回路要素２１〜２７は、内部バス２８を介して互いに結ばれており、またそれら回路要素２１〜２７に対する動作電源は、先ほど説明した直流電源１１から供給される。

マイクロプロセッサ（ＭＰＵ）２１は、ＲＯＭ２２に格納された各種のシステムプログラムを必要に応じて実行することにより、入力スレーブユニットとして必要な様々な機能を実現するものである。ＲＯＭ２２には、入力スレーブユニットに必要な各種の機能を出現するためのシステムプログラムが格納されている。後にフローチャートを参照しながら説明する各種のシステムプログラムについてもこのＲＯＭ２２に格納されている。ＲＡＭ２３は、マイクロプロセッサ（ＭＰＵ）２１が各種のシステムプログラムを実行する際のワークエリアとして使用される他、このＲＡＭ２３には、第０チャンネル〜第１５チャンネルのそれぞれに関する各種の情報（例えば、オン状態、オフ状態、短絡（漏電）状態、非短絡（非漏電）状態など）が格納されている。フィールドバス通信部２４は、フィールドバス用コネクタ２０４を介してフィールドバス５に接続され、通信マスタユニット（図１参照）１０４との間におけるデータ通信制御を実行する。表示部２６は、先に図２を参照して説明したように、１６個の動作表示灯２０５、１個のネットワークステータス表示灯２０６、１個のモジュールステータス表示灯２０７を含んでいる。操作部２７は、先に図２を参照して説明したように、２個のロータリスイッチ２０８，２０９を含んでいる。

次に、センサインタフェース部２５について詳細に説明する。このセンサインタフェース部２５は、０チャンネル〜１５チャンネルに相当する１６個の外部インタフェース部（図示せず）を含んでいる。これら１６個の外部インタフェース部には、センサ（例えば、光電センサ、近接センサ等）７が接続可能となっている。先に説明したように、センサ７と外部インタフェース部との接続は、コネクタソケット２０３とコネクタプラグ７０２とを介して行われる。そして、以下に説明するように、本発明にあっては、これらのセンサ７のいずれかに、クーラントの侵入を原因として漏電が開始された場合、最終的な短絡故障（漏電故障）に至る以前に、これを予知して、その旨を動作表示灯２０５の赤色点灯により報知したり、あるいは通信を介してプログラマブルコントローラ側へと通報することなどを可能としているのである。

ここで、本発明が問題とするセンサの漏電故障、中でも最も頻度の高い近接センサにおける漏電故障を、図２８〜図３２を参照しながら詳細に説明する。

クーラント侵入経路を示す近接センサの断面図が図２８（ａ）に示されている。図において、ａは近接センサ、ｂはセンサケース、ｃは検知コイル組立体、ｅは封止樹脂、ｆはセンサコード、ｇは外皮、ｈは芯線である。図から明らかなように、近接センサａは円筒状ケースｂを有する。このケースｂの先端部は検知コイル組立体ｅによって塞がれている。またセンサケースｂ内には、回路組立体ｄが収容され、その隙間には封止樹脂ｅが充填されている。センサケースｂの後端部からは、センサコードｆが引き出され、このセンサコードｆは外皮ｇ内に芯線ｈを有する。

ところで、この種の近接センサａは、自動車生産ライン等においては、クーラントの降り注ぐ劣悪な環境下に設置されることが多い。このような場合、センサケースｂ内の検知コイル組立体ｃ及び回路組立体ｄは封止樹脂ｅによって一応封止されてはいるが、回路組立体ｄは発生する熱によって膨張収縮を繰り返すことから、センサコードｆの外皮ｇからのクーラント染み込みは完全には防げない。そのため、図中矢印に示されるように、センサコードｆから侵入したクーラントはセンサコードｆを伝ってケース内ｂへと侵入し、回路組立体ｄ内に漏れ電流を生じさせる結果となる。そのため、この種の近接センサａが、長期間クーラントの降り注ぐ状況下におかれると、漏電電流によって、芯線ｈ，ｈ間は最終的に短絡されてしまい、動作不良を来す結果となる。

正常な漏れ電流と短絡電流とを示す等価回路が図２８（ｂ）に示されている。図において、ｉは近接主回路、ｊは短絡電流経路、ｋは負荷、ｌは電源、ＩＬ１は正常な漏れ電流、ＩＬ２は短絡電流である。図から明らかなように、近接センサａが正常な状態であっても、近接主回路ｉを動作させるために、正常な漏れ電流ＩＬ１が存在する。これに対して、近接センサａにクーラントの侵入等を原因として、短絡電流経路ｊが生ずると、短絡電流ＩＬ２が流れることとなる。この短絡電流ＩＬ２が無視できない値となると、負荷ｋが誤動作してしまう。

正常な漏れ電流ＩＬ１の値は、近接センサの型式によってまちまちではあるが、特定の型式の近接センサ製品について見ると、ほぼ一定の値を維持している。例えば、図２９に示されるように、出願人会社の製品（形Ｅ２ＥＣ）について見ると、４種類の製品バリエーションは存在するが、正常時の漏れ電流の値は、おおよそ０．５〜０．７ｍＡの範囲に収まっている。図３０に示されるように、同社の他の製品（形Ｅ２Ｅ−Ｘ□）について見ると、３種類の製品バリエーションはあるとは言え、正常時の漏れ電流の値は、０．４〜０．６ｍＡの範囲に収まっている。図３１に示されるように、同社の他の製品（形Ｅ２−Ｘ□Ｄ□）について見ると、４種類の製品バリエーションは存在するが、正常時の漏れ電流の値は、おおよそ０．４〜０．５ｍＡの範囲に収まっている。

近接センサのクーラント侵入に伴う漏れ電流の経時的変化のグラフが図３２に示されている。上述したように、正常時の漏れ電流の値はほぼ一定であって、例えば正常な漏れ電流レベル（Ｉ０）以下に維持されている。これに対して、クーラントの侵入等によって漏れ電流が流れ始めると、漏れ電流全体（正常な漏れ電流ＩＬ１＋短絡電流ＩＬ２）は次第に増加していき、最終的に負荷動作レベル（Ｉ１）を超えることとなる。もっとも、正常な漏れ電流レベル（Ｉ０）と負荷動作レベル（Ｉ１）との間には何れにも属さない領域が存在するから、この領域に故障予知検出レベル（Ｉ２）を設定すれば、漏れ電流が負荷動作レベル（Ｉ１）に至るに先立ち、故障を予知して、その旨を外部へ報知することができる。本発明にあっては、以上の動作原理に基づいて、２線式並びに３線式の近接センサについて、短絡故障（漏電故障）の予知を可能としている。

次に、入力スレーブユニットの外部インタフェース部（１チャンネル分）と２線式近接センサとの接続状態における回路図（その１）が図４に示されている。

まず、２線式近接センサ７Ａについて詳細に説明する。２線式近接センサ７Ａは、外部端子として、電源端子Ｐ１とグランド端子Ｇ１とを有する。同センサ７Ａの内部には、近接主回路７１と出力トランジスタ７２とが内蔵されている。近接主回路７１は、近接センサとしての動作を実現するためのものであり、例えば検知コイル、発振器、スイッチングのための比較器などが含まれている。この近接主回路７１は、電源端子Ｐ１とグランド端子Ｇ１との間に接続されて、それらの端子から給電されて動作する。近接主回路７１の出力端子ＯＵＴには、物体検知状態を示す“Ｈ”または物体非検知状態を示す“Ｌ”が出力される。出力トランジスタ７２はこの例ではＮＰＮ型が使用され、そのコレクタ端子は電源端子Ｐ１へと、エミッタ端子はグランド端子Ｇ１へと接続され、またベース端子には近接主回路の出力端子ＯＵＴからの信号が入力される。図から明らかなように、電源端子Ｐ１とグランド端子Ｇ１との間には、何ら漏電の生じていない状態にあっても、近接主回路７１を経由する漏れ電流（正常時の漏れ電流）が流れる。一方、先に説明したように、この種の２線式近接センサ７Ａにあっては、特に自動車生産ラインにおいて、クーラントの降り注ぐ劣悪な環境下にしばしば設置される。その場合、同センサ７Ａのケース内にクーラントが侵入して漏電が開始される。図中符号Ｌが付されているのが、この漏電時の漏れ電流の経路である。

次に、外部インタフェース部２５Ａについて詳細に説明する。外部インタフェース部２５Ａは、外部端子として、電源端子Ｐ２とグランド端子Ｇ２とを有する。また外部インタフェース部２５Ａは、内部バスインタフェース２５１０を介して内部バス２８に接続される。さらに、外部インタフェース部２５Ａは、直流電源１１から給電される。より具体的には、直流電源１１の正側端子は、内部電源ラインＰＬを介して電源端子Ｐ２へと接続され、負側端子は内部グランド端子ＧＬを介してグランド端子Ｇ２に接続される。内部電源ラインＰＬには、抵抗２５０１と抵抗２５０２とが直列に介挿されている。フォトカプラ２５０３は、内部電源ラインＰＬを流れる電流の値を、オン電流状態とオフ電流状態とに弁別二値化する弁別二値化回路として機能する。このフォトカプラ２５０３の発光ダイオード２５０４は、抵抗２５０２と並列に接続されている。同フォトカプラ２５０３のフォトトランジスタ２５０５は、抵抗２５０６を介して内部電源ラインＰＬにプルアップされ、コレクタ端子に出力信号が生成される。そのため、このフォトカプラ２５０３は、内部電源ラインＰＬを流れる電流が、規定値以上のとき（オン電流状態）には“Ｌ”となり、逆に規定値未満の場合（オフ電流状態）には“Ｈ”となる。上述の規定値の値は、２線式近接センサ７Ａのオン状態とオフ状態とに合わせて、予め決定されている。もっとも、内部電源ラインＰＬを流れる電流がオン電流状態であったとしても、必ずしもそのことは、センサ７Ａがオン状態であることを意味するものではない。すなわち、先に説明したように、漏れ電流経路Ｌを介して大量の漏れ電流が存在すれば、出力トランジスタ７２はオフ状態であっても、内部電源ラインＰＬには大きな電流が流れ、フォトカプラ２５０３はこれをオン電流状態と誤認する虞れがある。この問題を解決するために、本発明にあっては、内部グランドラインＧＬを流れる電流値を計測するための電流計測手段が設けられている。この電流計測手段は、電流検出抵抗２５０７とＡＤコンバータ２５０８とから構成される。すなわち、内部グランドラインＧＬ２は電流検出抵抗２５０７が介挿されると共に、この抵抗２５０７の両端電位差は、ＡＤコンバータ２５０８を介して多ビットデジタル信号に変換される。ＡＤコンバータ２５０８は、内部グランドラインＧＬを流れる微弱な電流を検出できるように、例えば１０ビット程度の分解能に設定されている。尚、ＡＤコンバータ２５０８の出力側に設けられた絶縁分離回路２５０９は、例えば多数のフォトカプラを並列に設けて構成される。こうして得られたフォトカプラ２５０３のオンオフ電流状態とＡＤコンバータ２５０８の検出電流値とは、内部バスインタフェース２５１０を介して、内部バス２８へと取り込まれ、最終的にＭＰＵ２１における演算に供せられる。

２線式近接センサ７Ａと外部インタフェース部２５Ａとはセンサコード７０１で結ばれる。すなわち、センサ７Ａの電源端子Ｐ１と外部インタフェース部２５Ａの電源端子Ｐ２とはセンサコード７０１内の電源芯線７０１Ｐを介して接続され、同様にグランド端子Ｇ１とグランド端子Ｇ２とは、センサコード７０１内のグランド芯線７０１Ｇを介して接続される。尚、符号Ｉｇで示されるものは内部グランドラインＧＬを流れる電流である。

入力スレーブユニットの信号入力部（１チャンネル分）と２線式近接センサとの接続状態における回路図（その２）が図５に示されている。図５に示される回路と図４に示される回路とは、電流検出抵抗の位置のみが異なる。すなわち、先に説明した図４の回路の場合には、電流検出抵抗２５０７は内部グランドラインＧＬに介挿されていたのに対し、図５に示される回路にあっては、電流検出抵抗２５１１は内部電源ラインＰＬに介挿されている。そして、ＡＤコンバータ２５１２は、電流検出抵抗２５１１の両端電位差を多ビットデジタル信号に変換する。その他、図５において、図４と同一構成部分については同符号を付して説明は省略する。

次に、本発明が採用する短絡予知原理について説明する。近接センサのセンサＯＦＦ電流のクーラント侵入に伴う経時変化を示すグラフが図６に、状態変化と流れる電流の例が図７にそれぞれ示されている。それらの図から明らかなように、漏電の生じていない正常な状態にあっては、センサＯＦＦ電流の値は正常ＯＦＦ電流（Ｉｏｆｆ）に維持されているのに対し、クーラント侵入により漏電が開始されると、センサＯＦＦ電流の値は次第に増加していき、ついには漏電故障状態、すなわち短絡状態へと移行する。そこで、本発明にあっては、図６に示されるように、短絡予知しきい値（Ｉｔｈ）を設けることによって、漏電に伴う短絡予知を行うものである。図７に示されるように、出願人会社の近接センサ製品の１つを例にとると、正常ＯＦＦ時の電流は約０．４ｍＡ、正常ＯＮ時の電流は約３〜７ｍＡとされている。そのため、故障予知のための短絡予知しきい値（Ｉｔｈ）としては、例えば１．２ｍＡ以上に設定すればよい。

次に、フォトカプラのＯＮ／ＯＦＦ状態と電流との関係（正常時）が図８に示されている。いま仮に、ある時点においてセンサ７Ａの出力トランジスタ７２がオフ状態からオン状態へと変化すると、内部グランドラインＧＬを流れる電流は正常ＯＦＦ電流（約０．４ｍＡ）から正常ＯＮ時電流（約３〜７ｍＡ）へと増加する。その間に、内部グランドラインを流れる電流が、オン電流状態とオフ電流状態とを識別するためのしきい値Ｉｔｈ（ｏｎ／ｏｆｆ）を超えると、時刻ｔ０において、フォトカプラ２５０３のＯＮ／ＯＦＦ状態は、ＯＦＦ状態からＯＮ状態へと瞬時に移行する。その後再び、センサ７Ａ内の出力トランジスタ７２が、オン状態からオフ状態へと変化すると、時刻ｔ１において、内部グランドラインの電流はしきい値Ｉｔｈ（ｏｎ／ｏｆｆ）を下回り、フォトカプラ２５０３はＯＮ状態からＯＦＦ状態へと瞬時変化する。以後、センサ７Ａが正常である限り、内部グランドラインＧＬを流れるＯＦＦ電流は約０．４ｍＡに維持される。その後再び、センサ７Ａ内の出力トランジスタ７２がＯＦＦ状態からＯＮ状態へと変化すると、内部グランドラインＧＬの電流も増加を開始し、時刻ｔ４においてしきい値Ｉｔｈ（ｏｎ／ｏｆｆ）を超える。すると、フォトカプラ２５０３はＯＦＦ状態からＯＮ状態へと瞬時に変化する。以後、同様な動作が繰り返し行われる。これに対して、クーラントの侵入に伴って漏電が開始され、その電流値Ｉｅｒが図中仮想線に示されるように、短絡予知しきい値Ｉｔｈ（ｅｒ）を超えると、そのことに基づいて、漏電の程度がかなり進み、短絡状態が間近であることを予知することができる。

但し、気を付けねばならないことは、センサ７Ａ内の出力トランジスタ７２がオン状態からオフ状態へと変化したことに伴い、フォトカプラ２５０３がＯＮ状態からＯＦＦ状態へと変化したとしても、その変化時点ｔ１から実際に内部グランドラインを電流が正常ＯＦＦ時電流（約０．４ｍＡ）まで低下するには幾分の遅れ時間が存在することである。すなわち、短絡の生じていない正常な状態においても、フォトカプラがＯＮ状態からＯＦＦ状態へと変化した直後一定時間帯にあっては、内部グランドラインの電流は短絡故障しきい値Ｉｔｈ（ｅｒ）を超えている場合もあるので、このことを考慮しないと、センサ７Ａが正常であるにも拘わらず、これを短絡故障が近いものと予知してしまう虞れがある。同様に、もう１つ気を付けねばならないことは、時刻ｔ３に示されるように、センサ７Ａ内の出力トランジスタ７２がオフ状態からオン状態へと変化する過程においては、センサ７Ａが正常であっても、フォトカプラがＯＦＦ状態でかつ内部グランドラインの電流が短絡しきい値Ｉｔｈ（ｅｒ）を超えている状態があり得る点である。そのため、このような期間において、フォトカプラがＯＦＦ状態かつ内部グランドラインの電流がしきい値Ｉｔｈ（ｅｒ）を超えていることに基づいて、直ちに短絡故障予知を行うと、センサ７Ａの状態を誤認することとなる。

そこで、この発明にあっては、時刻ｔ１において、フォトカプラがＯＦＦ状態かつ内部グランドラインの電流がしきい値Ｉｔｈ（ｅｒ）を超えていると判定されたとしても、直ちにこれを短絡間近と認定することなく、さらに時間Ｔｄ遅れた時刻ｔ２における内部グランドラインの電流を参照し、これがしきい値Ｉｔｈ（ｅｒ）以下であった場合には、センサ７Ａは正常と判定するようにしている。さらに、時刻ｔ３において、フォトカプラがＯＦＦ状態かつ内部グランドラインの電流がしきい値Ｉｔｈ（ｅｒ）を超えていたとしても、直ちに短絡間近と認定することなく、さらに時間Ｔｄ遅れた時刻ｔ５におけるフォトカプラのＯＮ／ＯＦＦ状態を参照し、これがＯＮ状態であれば、センサ７Ａは正常と判定するようにしている。後に詳細に述べる短絡チェック処理（ステップ９０５）においては、以上図６〜図８を参照して説明した判定アルゴリズムが組み込まれている。

次に、入力スレーブユニットの処理内容を示すゼネラルフローチャートが図９に示されている。このフローチャートに示されるシステムプログラムは、先に図３を参照して示したＲＯＭ２２に格納される。

同図において、電源投入により処理が開始されると、まずイニシャライズ処理が実行されて、各種のフラグやレジスタ類の初期設定が行われる（ステップ９０１）。この初期設定の中には、図１２に示されるチャンネル情報の更新等も含むことができる。

イニシャライズ処理（ステップ９０１）が終了すると、続いて受信チェック処理（ステップ９０２）が実行される。この受信チェック処理（ステップ９０２）では、図３に示されるフィールドバス通信部２４を介して、図１に示される通信マスタユニット１０４あるいはコンフィグレータ６から、何らかのメッセージが来ていないかのチェックが行われる。受信チェックの結果、受信なしと判定されると（ステップ９０３ＹＥＳ）、入力更新処理（ステップ９０４）、短絡チェック処理（ステップ９０５）、各種サービス処理（ステップ９０６）が順に実行される。

入力更新処理（ステップ９０４）においては、ＲＡＭ２３内に格納された各チャンネル毎のフォトカプラの状態情報を更新する処理が実行される。すなわち、図１２に示されるように、ＲＡＭ２３内には、入力スレーブユニットのチャンネル情報が記憶されている。このチャンネル情報は、０チャンネル〜１５チャンネルのそれぞれについて、フォトカプラの状態、故障予知フラグ、ＯＦＦ時しきい値電流（短絡予知用）を記憶させたものである。そして、この入力更新処理（ステップ９０４）においては、各チャンネルの外部インタフェース部に含まれるフォトカプラ２５０３の状態を読み込み、これをそれぞれ該当するチャンネルのフォトカプラの状態領域に書き込む処理を実行するのである。

入力更新処理（ステップ９０４）が終了すると、本発明の要部である短絡チェック処理ステップ９０５）が実行される。２線式センサに関する短絡チェック処理（１チャンネル分）の詳細フローチャートが図１１に示されている。以下、この図１１のフローチャート並びに図８の波形図を参照しながら、短絡チェック処理の詳細を説明する。

図１１において処理が開始されると、フォトカプラ２５０３がＯＮ状態からＯＦＦ状態になることを待機する（ステップ１１０１）。この状態において、フォトカプラ２５０３がＯＮ状態からＯＦＦ状態へと変化すると（ステップ１１０１ＯＦＦ）、一定時間の待ち処理（ステップ１１０２）が実行される。ここで、一定時間とは、先に図８を参照して説明した時間Ｔｄのことを意味している。

一定時間の待ち処理（ステップ１１０２）が終了すると、フォトカプラ２５０３の状態が再び参照される（ステップ１１０３）。ここでフォトカプラ２５０３がなおもＯＦＦ状態であれば（ステップ１１０３）、オンオフ過渡期の電流変動期間が終了して、既に電流安定期間に移行したと見なして、電流モニタ処理（ステップ１１０４）が実行される。この電流モニタ処理（ステップ１１０４）においては、図４に示される電流検出抵抗２５０７及びＡＤコンバータ２５０８を介して、内部グランドラインＧＬを流れる電流ＩｇをＣＰＵに読み込む処理が実行される。

電流モニタ処理（ステップ１１０４）が終了すると、モニタされた電流値Ｉｇが短絡予知用しきい値Ｉｔｈ（ｅｒ）以上であるか否かの判定が行われる（ステップ１１０５）。ここで、電流Ｉｇがしきい値Ｉｔｈ（ｅｒ）未満であれば、その状態が継続する限り、ステップ１１０３〜１１０５が繰り返し実行される。

この状態において、フォトカプラの状態がＯＦＦ状態からＯＮ状態へと復帰すれば（ステップ１１０３ＹＥＳ）、再度プログラムの最初に戻って、フォトカプラがＯＮ状態からＯＦＦ状態へと変化するのを待機する。以上が、センサ７Ａに漏電が生じていない正常な状態の動作である。

これに対して、センサ７Ａ内において漏電が生ずると、判定処理（ステップ１１０５）において、しきい値以上との判定が行われ（ステップ１１０５ＹＥＳ）、先ほどのステップ１１０２，１１０３と同様に、一定時間経過後にフォトカプラの状態を確認する処理（ステップ１１０６）が実行される。その後、フォトカプラの状態が変化したか否かの判定が行われる（ステップ１１０７）。ここで、センサ７Ａ内に真に漏電が生じた場合、フォトカプラの状態変化なしとの判定が行われ（ステップ１１０７ＮＯ）、その場合には短絡予知を報知するために、図１２に示される短絡予知フラグは“１”にセットされ、同時に短絡予知ＬＥＤの点灯処理（図２に示される動作表示灯２０５の赤色点灯）が実行される（ステップ１１０８）。

尚、先に図８を参照して説明したように、電流モニタ処理（ステップ１１０４）が時刻ｔ３において行われ、誤った電流値が計測されたような場合には、ステップ１１０７の判定処理において、状態変化ありとの判定が行われるから（ステップ１１０７ＹＥＳ）、処理はプログラムの最初に復帰され、短絡予知動作（ステップ１１０８）が誤って実行されることはない。

図１２に示されるように、各チャンネルにおいて短絡チェック処理が実行される結果、チャンネル情報を構成する短絡予知フラグの内容は、各チャンネル毎に“１”又は“０”に設定される。この例にあっては、４チャンネルのみが“１”にセットされており、これにより４チャンネルのセンサ７Ａにおいて短絡間近の状態が記憶される。

図９に戻って、短絡チェック処理（ステップ９０５）が終了すると、各種サービス処理（ステップ９０６）が実行される。この各種サービス処理（ステップ９０６）においては、サービス処理の１つとして、図１３に示される学習処理が実行される。

すなわち、各種サービス処理に含まれる学習処理（１チャンネル分）の詳細フローチャートが図１３に示されている。同図において処理が開始されると、フォトカプラの状態がＯＮ状態からＯＦＦ状態へと変化するのを待って（ステップ１３０１ＯＦＦ）、一定時間の待ち処理（ステップ１３０２）を実行し、その終了と共に、再度フォトカプラの状態を参照し（ステップ１３０３）、これがなおもＯＦＦ状態であった場合に限り（ステップ１３０３ＯＦＦ）、電流モニタ処理が実行される（ステップ１３０４）。このような複雑な処理を行うのは、先ほど説明したように、オンオフ過渡期の電流変動期間を避けて、電流安定期間において電流値をモニタするためである。

電流をモニタした後（ステップ１３０４）、先ほどと同様に、さらに一定時間経過後にフォトカプラの状態を確認し（ステップ１３０５）、状態変化がなかった場合に限り（ステップ１３０６ＮＯ）、モニタされた電流値を記録し（ステップ１３０７）、オペレータからの操作またはタイマの終了等により学習処理終了指令が来るのを待って（ステップ１３０８ＹＥＳ）、しきい値生成処理（ステップ１３０９）へと移行する。このしきい値生成処理においては、記録した電流値からしきい値を計算する。この計算は、例えば、ピーク値又は平均値を求め、その１．５倍をしきい値として設定するなどにより実行される。

このように、図１３に示される処理が実行される結果、正常時のＯＦＦ電流値が自動的にモニタされ、そのモニタされた値が電流変動期間のものでないことを確認した上で、これを記録すると共に、記録した電流値から所定の演算式によって短絡予知のためのしきい値が自動的に求められ、いわゆる学習処理が実行されるのである。こうして学習されたしきい値は、図１２に示されるように、各チャンネル毎にＯＦＦ時しきい値電流（短絡予知用）としてチャンネルメモリに記憶される。

図９のフローチャートに戻って、受信チェック処理（ステップ９０２）に続いて、受信ありと判定されると（ステップ９０３ＮＯ）、受信されたメッセージの解読が行われる（ステップ９０７）。ここで受信されたメッセージが入力送信要求であれば（ステップ９０８ＹＥＳ）、入力データ読出処理（ステップ９０９）及び短絡予知フラグ読出処理（ステップ９１０）が実行される。ここで、入力データ読出処理（ステップ９０９）では、図１２に示されるチャンネル情報の中から、フォトカプラの状態が入力データとして読み出される。また、短絡予知フラグ読出処理（ステップ９１０）においては、チャンネル情報に含まれる短絡予知フラグの内容が読み出される。

続いて、応答メッセージ作成処理が実行され（ステップ９１１）、先に読み出された入力データ及び短絡予知フラグを用いて所定のフォーマットで応答メッセージが作成され、こうして得られた応答メッセージは送信処理（ステップ９１２）によって、フィールドバス通信部２４の作用により、送信元ノード（通信マスタユニット１０４、コンフィグレータ６、上位パソコン等）へと送信される。

尚、図９を参照して説明した例にあっては、短絡予知しきい値の値を常時学習処理により更新するようにしているが、これは通信により所定のメッセージが到来した場合に限って、選択的に実行するようにしてもよい。このような通信メッセージの解読結果に基づく短絡予知しきい値の更新処理（教示処理、学習処理）が図１０に示されている。尚、図１０に示される処理は、図９のフローチャートにおいて、判定処理（ステップ９０８）と置換されるものである。

すなわち、図１０において、解読されたメッセージが短絡チェック用しきい値教示要求であると判定されると（ステップ１００３ＹＥＳ）、しきい値教示処理（ステップ１００４）が実行される。このしきい値教示処理（ステップ１００４）においては、受信解読されたメッセージからチャンネル名及び短絡チェック用しきい値の値を読み出し、これを図１２に示されるチャンネル情報内の該当するチャンネルのＯＦＦ時しきい値電流（短絡予知用）として記憶させる。一方、図１４に示されるように、ＰＬＣのツール側に保持された短絡予知しきい値テーブルには、予め各センサ形式毎の最適な短絡予知しきい値の値が記憶されている。この例では、センサ型式Ａにあっては短絡しきい値は１．２ｍＡとされ、センサ型式Ｂに対しては短絡予知しきい値は１．０ｍＡとされ、センサ型式Ｃについては短絡予知しきい値は２．０ｍＡとされている。これらの短絡予知しきい値は、予め各センサ形式に対応して計算により求めたものである。そしてこれらセンサ形式、短絡予知しきい値を所定フォーマットに従って編集して送信メッセージを生成し、これをＰＬＣの通信マスタユニット１０４からフィールドバスを経由して該当する通信スレーブユニットに送信することにより、通信スレーブユニット側ではこれを受信解読して、センサ形式に合った短絡予知しきい値並びに該当するチャンネル情報を抽出し、これを図１２に示されるように、チャンネル情報としてメモリに記憶させるのである。

尚、この図１０に示される例にあっては、しきい値教示処理（ステップ１００４）のみならず、しきい値学習処理（ステップ１００６）についても、メッセージ通信を介して起動するようにしている。すなわち、受信解読されたメッセージが、短絡チェック用しきい値学習要求であれば（ステップ１００５ＹＥＳ）、しきい値学習処理（ステップ１００６）が実行される。このしきい値学習処理（ステップ１００６）の内容は、先に説明したしきい値学習処理（図１３参照）と同様である。

次に、３線式センサに対して短絡予知を可能とした通信スレーブユニットについて説明する。入力スレーブユニットの外部インタフェース部（１チャンネル分）と３線式近接センサとの接続状態における回路図（その１）が図１５に示されている。

３線式近接センサ７Ｂは、電源端子Ｐ１とグランド端子Ｇ１と信号端子Ｓ１とを有する。また、センサ７Ｂのケース内部には、近接主回路７３と出力トランジスタ７４とが内蔵されている。近接主回路７３は、電源端子Ｐ１とグランド端子Ｇ１を介して給電される。出力トランジスタ７４は、この例ではＮＰＮ型とされており、そのコレクタ端子は信号端子Ｓ１に接続され、エミッタ端子はグランド端子Ｇ１に接続される。近接主回路７３の出力端子ＯＵＴには、物体検知状態では“Ｈ”が、また物体非検知状態では“Ｌ”が出力される。そのため、出力トランジスタ７４は、物体検知状態では近接主回路７３の出力端子ＯＵＴからの信号“Ｈ”を受けてオン状態となり、逆に物体非検知状態にあっては、出力端子ＯＵＴからの信号“Ｌ”を受けてオフ状態とされる。２線式近接センサの場合と同じように、近接主回路７３にも、常時動作電流（正常時の漏れ電流）が流れる。３線式近接センサ７Ｂにクーラントが侵入すると、図中３本の白抜き矢印で示されるように、第１の漏れ電流経路Ｌ１、第２の漏れ電流経路Ｌ２、第３の漏れ電流経路Ｌ３からなる３つの漏れ電流経路が生ずる。

外部インタフェース部２５Ｂは、電源端子Ｐ２とグランド端子Ｇ２と信号端子Ｓ２とを有する。この外部インタフェース部２５Ｂについても、直流電源１１から給電される。すなわち、直流電源１１の正側端子は、内部電源ラインＰＬを介して電源端子Ｐ２に接続される。直流電源１１の負側端子は、内部グランドラインＧＬを介してグランド端子Ｇ２に接続される。この内部グランドラインＧＬ２は電流検知用抵抗２５２１が介挿されている。信号端子Ｓ２に繋がる内部信号ラインＳＬには、抵抗２５１４と抵抗２５１５とが直列に介挿されている。外部インタフェース部２５Ｂは内部バスインタフェース２５２０を介して内部バス２８に接続されている。フォトカプラ２５１６は、内部信号ラインＳＬを流れる電流値を、オン電流状態とオフ電流状態とに弁別二値化する弁別二値化回路として機能する。フォトカプラ２５１６の発光ダイオード２５１７は、内部信号ラインを構成する抵抗２５１５と並列接続されている。フォトカプラ２５１６のフォトトランジスタ２５１８は抵抗２５１９を介して内部電源ラインＰＬにプルアップされている。そのため、フォトカプラ２５１６は、内部信号ラインＳＬを流れる電流が規定値を超えるとオン状態となり、逆に規定値未満の場合オフ状態となる。フォトカプラ２５１６がオン状態のとき、フォトトランジスタ２５１８のコレクタ出力は“Ｌ”となり、逆にオフ状態のときには“Ｈ”となる。

内部グランドラインＧＬに介挿された電流検知抵抗２５２１の両端電位差は、ＡＤコンバータ２５２２によって多ビットデジタル信号に変換される。ＡＤコンバータ２５２２は絶縁分離回路２５２３を介して内部バスインタフェース２５２０に接続される。従って、フォトカプラ２５１６のＯＮ／ＯＦＦ状態並びにＡＤコンバータ２５２２から出力される計測電流値は、内部バスインタフェース２５２０の作用によって、内部バス２８へと送り出され、最終的にマイクロプロセッサに読み込まれる。

３線式近接センサ７Ｂと外部インタフェース部２５Ｂとはセンサコード７０２を介して結ばれる。より具体的には、センサ側の電源端子Ｐ１とインタフェース部側の電源端子Ｐ２とはセンサコード７０２内の電源芯線７０２Ｐを介して結ばれる。同様にして、センサ側の信号端子Ｓ１とインタフェース部側の信号端子Ｓ２とは、信号芯線７０２Ｓを介して結ばれる。同様に、センサ側のグランド端子Ｇ１とインタフェース部側のグランド端子Ｇ２とはグランド芯線７０２Ｇを介して結ばれる。近接センサ７Ｂが正常な場合、出力トランジスタ７４のオフ状態にあっては、内部グランドラインＧＬには、近接主回路７３の動作に起因する正常時の漏れ電流のみが流れる。また、出力トランジスタ７４のオン状態にあっては、上述の正常時の漏れ電流に比べ、出力トランジスタ７４のオン電流が加算されて流れる。これに対して、クーラントの侵入によって、３系統の漏れ電流経路Ｌ１〜Ｌ３が形成された後にあっては、出力トランジスタ７４のオフ状態にあっても、３系統の漏れ電流経路Ｌ１〜Ｌ３を経由する漏れ電流が加算されて流れる。また、出力トランジスタ７４のオン状態にあっては、電源端子Ｐ１と信号端子Ｓ１との間が漏れ電流経路Ｌ３により結ばれることにより、オン電流の値は正常時のものに比べてより大きな値となり、これが内部グランドラインＧＬに流れる。

フォトカプラの状態変化と流れる電流の例が図１６に示されている。以上の考察から、出願人会社の近接センサの一例を見ると、正常ＯＦＦ時電流は約１０ｍＡ、正常ＯＮ時電流は約１３〜１７ｍＡとなるのに対し、漏電の際のＯＦＦ時電流は１１ｍＡ以上、漏電の際のＯＮ時電流は１９ｍＡ以上となる。そのため、ＯＦＦ時短絡予知のためのしきい値電流は１１ｍＡ以上とすればよく、同様に短絡予知のためのＯＮ時しきい値電流は１９ｍＡ以上とすればよいことが分かる。

フォトカプラのＯＮ／ＯＦＦ状態と内部信号ラインの電流との関係（正常時）が図１７に示されている。同図に示されるように、接続された３線式センサ７Ｂが正常な場合、内部信号ラインを流れる電流の値は、出力トランジスタ７４のオン状態にあっては、約１３〜１７ｍＡ、オフ状態にあっては約１０ｍＡの値を示す。内部信号ラインの電流がオフ時電流値からオン時電流値へと所定の遅れ時間をもって変化する過渡期において、電流値がしきい値Ｉｔｈ（ｏｎ／ｏｆｆ）を超えると、フォトカプラがＯＦＦ状態からＯＮ状態へと変化する。同様に、内部信号ラインの電流がＯＮ時電流値からＯＦＦ時電流値へと変化する過渡期において、電流値がしきい値Ｉｔｈ（ｏｎ／ｏｆｆ）を下回ると、フォトカプラはＯＮ状態からＯＦＦ状態へと変化する。一方、先に説明したように、３線式センサ７Ｂにおいて漏電が生ずると、ＯＦＦ時電流値は１１ｍＡ以上となり、ＯＮ時電流値は１９ｍＡ以上となる。そのため、短絡予知のためのしきい値Ｉｔｈ（ｅｒ．ｏｆｆ）を１１ｍＡ以上の適当な値に設定すると共に、同様な短絡予知のためのしきい値Ｉｔｈ（ｅｒ．ｏｎ）の値を１９ｍＡ以上の適切な値に設定しておけば、フォトカプラのＯＦＦ状態又はＯＮ状態における内部信号ラインの電流値をそれら２つのしきい値Ｉｔｈ（ｅｒ．ｏｆｆ）、Ｉｔｈ（ｅｒ．ｏｎ）と比較することによって、短絡予知を行うことができる。

３線式センサに関する短絡チェック処理（１チャンネル分）の詳細フローチャート（その１）が図１８に示されている。このフローチャートに示される処理は、先に図１６及び図１７を参照して説明した判定アルゴリズムを実施するものである。

図１８において処理が開始されると、まず、フォトカプラ２５１６の状態が参照される。ここでフォトカプラがＯＦＦ状態であれば（ステップ１８０１ＯＦＦ）、一定時間を待って（ステップ１８０２）、なおもフォトカプラの状態がＯＦＦ状態であった場合に限り（ステップ１８０３ＯＦＦ）、電流値モニタ処理が行われて（ステップ１８０４）、内部信号ラインＳＬを流れる電流値が計測され、その値がしきい値Ｉｔｈ（ｏｎ／ｏｆｆ）以上であったとしても（ステップ１８０５ＹＥＳ）、さらに一定時間経過後にフォトカプラの状態を確認し（ステップ１８０６）、なおもその状態がＯＦＦ状態であった場合に限り（ステップ１８０７ＯＦＦ）、短絡予知フラグオン、短絡予知ＬＥＤ点灯処理（ステップ１８１０）が実行される。なお以上説明した個々の処理の詳細については、先に図１１を参照して説明した処理とほぼ同様である。

これに対して、フォトカプラの状態がＯＮ状態である場合には（ステップ１８０１ＯＮ）、直ちに電流値モニタを行い（ステップ１８０７）、計測された電流値がしきい値Ｉｔｈ（ｅｒ．ｏｎ）以上であることを条件として（ステップ１８０８ＹＥＳ）、短絡予知フラグオン、短絡予知ＬＥＤ点灯処理（ステップ１８１０）が実行される。

尚、センサの状態がＯＦＦ状態と判定されても（ステップ１８０１ＯＦＦ）、一定時間の待ち処理の後（ステップ１８０２）、フォトカプラの状態がＯＦＦ状態からＯＮ状態へと変化していた場合には（ステップ１８０３ＯＮ）、フォトカプラの状態がＯＮ状態であったとき（ステップ１８０１）と同様な処理へと移行する。また、一定時間の待ち処理の後（ステップ１８０２）、フォトカプラの状態がなおもＯＦＦ状態であったとしても（ステップ１８０３ＯＦＦ）、電流値モニタ処理の結果（ステップ１８０４）、計測された電流値がしきい値Ｉｔｈ（ｅｒ．ｏｆｆ）に満たない場合には（ステップ１８０５ＮＯ）、ステップ１８０３〜１８０５を繰り返すことによって、その後フォトカプラの状態変化あるいはモニタされた電流値がしきい値を超えるのを待機する。

一方、フォトカプラの状態がＯＮ状態と判定され（ステップ１８０１ＯＮ）、電流モニタを行った結果（ステップ１８０７）、モニタされた電流値がしきい値Ｉｔｈ（ｅｒ．ｏｎ）に満たない場合には（ステップ１８０８ＮＯ）、フォトカプラの状態がＯＮ状態である限り、ステップ１８０７〜１８０９を繰り返すことによって、モニタされた電流値がしきい値Ｉｔｈ（ｅｒ．ｏｎ）を超えること（ステップ１８０８ＹＥＳ）、あるいはフォトカプラの状態がＯＮ状態からＯＦＦ状態へ変化するのを待機し、変化した場合には（ステップ１８０９ＯＦＦ）、フォトカプラの状態がＯＦＦ状態である場合の処理へと移行する。

これらの処理を実行することによって、図１７に示されるように、内部信号ラインの電流が変化する過渡期において、電流値をモニタすることに起因する誤動作を未然に防止している。すなわち、時刻ｔ１において、フォトカプラがＯＦＦ状態と判定された場合であっても、それより時間Ｔｄ遅れた時刻ｔ２において内部信号ラインの電流値がしきい値Ｉｔｈ（ｅｒ．ｏｆｆ）以上でない限り、短絡予知動作は行われない。また、時刻ｔ３において、内部信号ラインの電流値がしきい値Ｉｔｈ（ｅｒ．ｏｆｆ）を超えたとしても、それからさらに時間Ｔｄ遅れた時刻ｔ４において、フォトカプラの状態がＯＦＦ状態と判定されない限り、短絡予知動作は行われないのである。

入力スレーブユニットのチャンネル情報記憶内容を表にして示す図が図１９に示されている。同図に示されるように、入力スレーブユニットのチャンネル情報は、フォトカプラの状態、短絡予知フラグ、異常検出値（１）、異常検出値（２）とから構成される。ここで、異常検出値（１）はＯＮ時しきい値電流Ｉｔｈ（ｅｒ．ｏｎ）に相当し、異常検出値（２）はＯＦＦ時しきい値電流Ｉｔｈ（ｅｒ．ｏｆｆ）に相当する。そして、各チャンネルのそれぞれについて、それらの項目の内容が記憶されている。フォトカプラの状態の項目については、先に図９を参照して説明したように、入力更新処理（ステップ９０４）において周期的に更新される。また、短絡予知フラグの項目については、図１８のフローチャートにおける短絡予知処理（ステップ１８１０）において更新される。異常検出値（１）及び異常検出値（２）の各項目については、先の例と同様に、学習処理または教示処理により更新することができる。

図９に示される各種サービス処理（ステップ９０６）に含まれる３線式センサ用学習処理の詳細フローチャート（その１）が図２０に示されている。この処理は、メッセージ通信を介することなく、自発的かつ定期的にＯＦＦ時しきい値Ｉｔｈ（ｅｒ．ｏｆｆ）及びＯＮ時しきい値Ｉｔｈ（ｅｒ．ｏｎ）の値を更新するものである。図２０において処理が開始されると、フォトカプラ２５１６の状態が参照される（ステップ２００１）。ここで、フォトカプラがＯＦＦ状態と判定されると（ステップ２００１ＯＦＦ）、一定時間の待ち処理（ステップ２００２）の後、なおもフォトカプラの状態がＯＦＦ状態であることを条件として（ステップ２００３ＯＦＦ）、電流値モニタ（ステップ２００４）を行い、しかる後一定時間経過後にフォトカプラの状態の再確認を行い（ステップ２００５）、なおもＯＦＦ状態が維持されている場合に限り（ステップ２００６ＮＯ）、ＯＦＦ時電流値を記録し（ステップ２００７）、所定の学習モード終了条件の成立を待って（ステップ２００８ＹＥＳ）、しきい値生成処理（ステップ２０１２）へと移行する。

これに対して、フォトカプラの状態を参照した結果、これがＯＮ状態と判定されると（ステップ２００１）、直ちに電流値モニタを行い（ステップ２００９）、モニタされた計測値をＯＮ時電流値として記録し（ステップ２０１０）、所定の学習モード終了条件の成立を待って（ステップ２０１１ＹＥＳ）、しきい値生成処理（ステップ２０１２）へと移行する。

このしきい値生成処理（ステップ２０１２）においては、記憶したＯＦＦ時の電流値からＯＦＦ時しきい値Ｉｔｈ（ｅｒ．ｏｆｆ）を、ＯＮ時の電流値からＯＮ時しきい値Ｉｔｈ（ｅｒ．ｏｎ）を計算する。この計算は、例えば、ピーク値を求め、その１．５倍をしきい値として設定する、などにより実施される。

こうして得られたＯＮ時しきい値電流Ｉｔｈ（ｅｒ．ｏｎ）及びＯＦＦ時しきい値電流Ｉｔｈ（ｅｒ．ｏｆｆ）は、図１９に示されるように、チャンネル情報を構成する異常検出値（１）及び異常検出値（２）として記憶され、短絡予知のための判定処理に利用される。

尚、図２０のフローチャートにおいて、フォトカプラの状態がＯＦＦ状態からＯＮ状態へと変化していると判定されたり（ステップ２００３ＯＮ）、あるいは状態変化ありと判定された場合には（ステップ２００６ＹＥＳ）、オンオフ過渡期の電流変動期間と見なされて、ＯＦＦ時電流値記録処理（ステップ２００７）が実行されることはない。

先に図１０を参照して説明したように、この実施形態においても、プログラマブルコントローラからのメッセージ通信を介して、ＯＮ時しきい値、ＯＦＦ時しきい値をそれぞれ教示処理または学習処理によって設定することができる。図２１には、その場合にＰＬＣのツール側に保持された３線式センサの短絡しきい値テーブルの内容を示す図（その１）が示されている。図から明らかなように、ＰＬＣのツール側には、各センサ形式（Ａ，Ｂ，Ｃ）毎に、ＯＮ時しきい値Ｉｔｈ（ｅｒ．ｏｎ）並びにＯＦＦ時しきい値Ｉｔｈ（ｅｒ．ｏｆｆ）の内容が格納されている。これらしきい値の値は、各センサ形式における信号電流値実測値に基づき、予め計算により適切な値に設定されたものである。これらのＯＮ時しきい値、ＯＦＦ時しきい値は、通信マスタユニット１０４と入力スレーブユニット２との間に行われるメッセージ通信を介して、入力スレーブ２側へと送られる。すると、先に図１０を参照して説明したように、しきい値教示処理（ステップ１００４）又はしきい値学習処理（ステップ１００６）が実行されて、それらしきい値の値は適切に設定されることとなる。

次に、入力スレーブユニットの外部インタフェース部（１チャンネル分）と３線式近接センサとの接続状態における回路図（その２）が図２２に示されている。この実施形態においては、短絡予知の判定処理のために、内部グランドラインＧＬを流れる電流値のみならず、内部信号ラインＳＬを流れる電流も利用している。これは、信号ラインとグランドラインとの間の短絡予知を行う場合に、内部グランドラインＧＬを流れる電流だけで判断すると、正常時の電流と異常時の電流との差が小さいために、誤検出する可能性があり、これを回避するために、ＯＦＦ時に信号ラインを流れる電流をモニタするようにしているのである。

すなわち、図２２において、内部信号ラインＳＬには、２つの抵抗２５１４，２５１５の他に、さらに電流検知用抵抗２５１４が直列に介挿されており、この抵抗２５２４の両端電位差は、第１ＡＤコンバータ２５２２ａを介して多ビットデジタル信号に変換される。内部グランドラインＧＬにも先の例と同様に電流検知抵抗２５２１が介挿されており、この抵抗２５２１の両端電位差は第２ＡＤコンバータ２５２２ｂを介して多ビットデジタル信号に変換される。第１ＡＤコンバータ２５２２ａから出力されるデジタル信号並びに第２ＡＤコンバータ２５２２ｂから出力されるデジタル信号は、それぞれ絶縁分離回路２５２３ａ及び２５２３ｂをそれぞれ介して、内部バスインタフェース２５２０へと取り込まれる。尚、その他図２２において、図１５の例と同一構成部分については、同符号を付して説明は省略する。

フォトカプラの状態変化と流れる電流の例が図２３に示されている。同図（ａ）に示されるように、フォトカプラがＯＮ状態のときの電源ライン電流値に着目すると、正常ＯＮ時電流は約１３〜１７ｍＡ、漏電発生時のＯＮ時電流は１９ｍＡ以上となる。そのため、それら両者を識別するためには、短絡予知しきい値Ｉｔｈ（ｅｒ．ｏｎ）として、１９ｍＡ以上の適切な値を選択すればよいことが分かる。また、同図（ｂ）に示されるように、フォトカプラがＯＦＦ状態のときの信号ライン電流値に着目すると、正常ＯＦＦ時の電流は約０．１ｍＡ、正常ＯＮ時電流値は約３〜７ｍＡ、漏電発生時のＯＦＦ時電流は１ｍＡ以上であることが認められる。そのため、ＯＦＦ状態のときの信号ライン電流値に基づいて短絡予知を行う場合、短絡予知しきい値Ｉｔｈ（ｅｒ．ｏｆｆ）としては、１ｍＡ以上の値を設定すればよいことが分かる。

フォトカプラのＯＮ／ＯＦＦ状態と電流との関係（正常時）が図２４に示されている。図から明らかなように、センサ７Ｂが正常な場合、内部信号ラインＳＬを流れる電流値は、ＯＮ時は約３〜７ｍＡ、ＯＦＦ時は約０．１ｍＡの値を示す。同様に、内部グランドラインを流れる電流値は、ＯＮ時は約１３〜１７ｍＡを示す。そこで、この判定アルゴリズムにおいては、内部信号ラインＳＬに関しては、ＯＦＦ時電流値と比較されるべき短絡予知しきい値Ｉｔｈ（ｅｒ．ｏｆｆ）としては、１ｍＡ以上の適切な値を設定する。同様に、内部グランドラインＧＬに関しては、ＯＮ時電流値と比較されるべき短絡予知しきい値Ｉｔｈ（ｅｒ．ｏｎ）として、１９ｍＡ以上の適切な値を設定する。そして、フォトカプラがＯＦＦ状態であって、内部信号ラインＳＬを流れる電流値がしきい値Ｉｔｈ（ｅｒ．ｏｆｆ）以上であるとき（時刻ｔ２参照）、あるいはフォトカプラがＯＮ状態であって、内部グランドラインＧＬを流れる電流値がＯＦＦ時しきい値Ｉｔｈ（ｅｒ．ｏｎ）を超えているときに、短絡間近と見なして短絡予知を行う。

３線式センサに関する短絡チェック処理（１チャンネル分）の詳細フローチャート（その２）が図２５に示されている。この短絡チェック処理についても、先に図９を参照して説明したフローチャートの短絡チェック処理（ステップ９０５）において実行される。

同図において、処理が開始されると、フォトカプラの状態が参照される（ステップ２５０１）。ここで、フォトカプラがＯＦＦ状態であると判定されると（ステップ２５０１ＯＦＦ）、一定時間（Ｔｄ）の待ち処理（ステップ２５０２）を実行した後、フォトカプラの状態が再度参照され（ステップ２５０３）、なおもフォトカプラの状態がＯＦＦ状態であると判定された場合に限り（ステップ２５０３ＯＦＦ）、第１ＡＤコンバータ２５２２ａを介して電流値モニタ処理が実行される（ステップ２５０４）。ここでモニタされた信号ライン電流値がＯＦＦ時しきい値Ｉｔｈ（ｅｒ．ｏｆｆ）以上と判定されると（ステップ２５０５ＹＥＳ）、さらに一定時間経過後にフォトカプラの状態が再度確認され（ステップ２５０６）、フォトカプラの状態がなおもＯＦＦ状態であった場合に限り（ステップ２５０７ＯＦＦ）、短絡予知処理（ステップ２５１１）が実行される。一方、フォトカプラの状態がＯＮ状態と判定されると（ステップ２５０１ＯＮ）、直ちに第２ＡＤコンバータ２５２２ｂを介して電流モニタが行われ（ステップ２５０８）、モニタされたグランドライン電流値がＯＮ時しきい値Ｉｔｈ（ｅｒ．ｏｎ）以上の場合に限り（ステップ２５０９ＹＥＳ）、短絡予知処理（ステップ２５１１）が実行される。この短絡予知処理（ステップ２５１１）においては、短絡予知フラグＯＮ処理、短絡予知ＬＥＤ点灯処理がそれぞれ実行される。

尚、図２５のフローチャートにおいて、フォトカプラの状態がＯＦＦ状態からＯＮ状態へと変化していれば、ＯＮ状態に対応する処理への移行が行われる。また、モニタされた信号ライン電流値がＯＦＦ時しきい値Ｉｔｈ（ｅｒ．ｏｆｆ）に満たないと判定されれば（ステップ２５０５ＮＯ）、ステップ２５０３〜２５０５の処理が繰り返される。また、一定時間経過後に、フォトカプラの状態がＯＦＦ状態からＯＮ状態へと変化していれば（ステップ２５０７ＯＮ）、ＯＮ状態対応処理への移行が行われる。さらに、モニタされたグランドライン電流値の値がＯＮ時しきい値Ｉｔｈ（ｅｒ．ｏｎ）に満たない場合であって、フォトカプラの状態がなおもＯＮ状態である場合には、ステップ２５０８〜２５１０が繰り返される。その間に、フォトカプラの状態がＯＮ状態からＯＦＦ状態へと変化すれば（ステップ２５１０ＯＦＦ）、ＯＦＦ状態対応処理への移行が行われる。以上の判定処理において利用されたＯＮ時しきい値Ｉｔｈ（ｅｒ．ｏｎ）及びＯＦＦ時しきい値Ｉｔｈ（ｅｒ．ｏｆｆ）は、学習処理または教示処理の何れで設定してもよい。教示処理で設定する場合、その手順は先に図９及び図１０を参照して説明したとおりである。このとき、ＰＬＣのツール側に保持された３線式センサの短絡しきい値テーブルの内容を示す図（その２）が図２６に示されている。図から明らかなように、センサ形式（Ａ，Ｂ，Ｃ）のそれぞれについて、最適なＯＮ時しきい値Ｉｔｈ（ｅｒ．ｏｎ）及びＯＦＦ時しきい値Ｉｔｈ（ｅｒ．ｏｆｆ）が記憶されており、これらのしきい値を所定フォーマットで通信マスタユニット１０４を介して入力スレーブユニット２へと送信することで、先に図１０を参照して説明したように、しきい値教示処理が実行されることとなる。

各種サービスに含まれる３線式センサ用学習処理の詳細を示すフローチャート（その２）が図２７に示されている。同図において処理が開始されると、フォトカプラの状態が参照される（ステップ２７０１）。ここでフォトカプラがＯＦＦ状態と判定されると（ステップ２７０１ＯＦＦ）、一定時間の待ち処理（ステップ２７０２）を経て、再度フォトカプラの状態が参照され（ステップ２７０３）、ここでなおもフォトカプラの状態がＯＦＦ状態であった場合に限り（ステップ２７０３ＯＦＦ）、第１ＡＤコンバータ２５２２ａを介して内部信号ラインＳＬの電流値がモニタされ（ステップ２７０４）、一定時間経過後にフォトカプラの状態を確認し（ステップ２７０５）、なおもフォトカプラの状態が変化していなかった場合に限り（ステップ２７０６ＮＯ）、モニタされたＯＦＦ時電流値を記録し（ステップ２７０７）、所定の学習モード終了条件の成立を待って（ステップ２７０８ＹＥＳ）、しきい値生成処理（ステップ２７１２）への移行が行われる。一方、フォトカプラの状態がＯＮ状態と判定されると（ステップ２７０１ＯＮ）、第２ＡＤコンバータ２５２２ｂを介して内部グランドラインＧＬの電流値がモニタされ（ステップ２７０９）、こうして得られたＯＮ時電流値は記録され（ステップ２７１０）、その後所定の学習モード終了条件の成立を待って（ステップ２７１１ＹＥＳ）、しきい値生成処理（ステップ２７１２）への移行が行われる。

このしきい値生成処理（ステップ２７１２）においては、記録したＯＦＦ時の電流値からＯＦＦ時しきい値を、ＯＮ時の電流値からＯＮ時しきい値をそれぞれ計算する。この計算手法としては、例えば、ピーク値を求め、その１．５倍をしきい値として設定する、などが考えられる。

以上の実施形態の説明でも明らかなように、本発明によれば、接続対象となる近接センサや光電センサ等の２線式又は３線式センサに、例えばクーラントの侵入などを原因として漏電故障が発生する場合、漏電故障が発生する以前に、そのことを的確に予知することが可能となるのである。

本発明が適用された入力スレーブユニットを含むＰＬＣシステム全体の構成図である。 本発明が適用された入力スレーブユニットの外観図である。 入力スレーブユニットの電気的ハードウェア構成を示すブロック図である。 入力スレーブユニットの外部インタフェース部（１チャンネル分）と２線式近接センサとの接続状態における回路図（その１）である。 入力スレーブユニットの信号入力部（１チャンネル分）と２線式近接センサとの接続状態における回路図（その２）である。 近接センサのセンサＯＦＦ電流のクーラント侵入に伴う経時変化を示すグラフである。 フォトカプラの状態変化と流れる電流値の例を示す図である。 フォトカプラのＯＮ／ＯＦＦ状態と電流との関係（正常時）を示す図である。 入力スレーブユニットの処理内容を示すゼネラルフローチャートである。 メッセージの解読実行の詳細フローチャートである。 ２線式センサに関する短絡チェック処理（１チャンネル分）の詳細フローチャートである。 入力スレーブユニットのチャンネル情報記憶内容を表にして示す図である。 各種サービスに含まれる学習処理（１チャンネル分）の詳細フローチャートである。 ＰＬＣのツール側に保持された短絡予知しきい値テーブルの内容を示す図である。 入力スレーブユニットの外部インタフェース部（１チャンネル分）と３線式近接センサとの接続状態における回路図（その１）である。 フォトカプラの状態変化と流れる電流の例を示す図である。 フォトカプラのＯＮ／ＯＦＦ状態と内部グランドラインの電流との関係（正常時）を示す図である。 ３線式センサに関する短絡チェック処理（１チャンネル分）の詳細フローチャート（その１）である。 入力スレーブユニットのチャンネル情報記憶内容を表にして示す図である。 各種サービスに含まれる３線式センサ用学習処理の詳細フローチャート（その１）である。 ＰＬＣのツール側に保持された３線式センサの短絡しきい値テーブルの内容を示す図（その１）である。 入力スレーブユニットの外部インタフェース部（１チャンネル分）と３線式近接センサとの接続状態における回路図（その２）である。 フォトカプラの状態変化と流れる電流の例を示す図である。 フォトカプラのＯＮ／ＯＦＦ状態と電流との関係（正常時）を示す図である。 ３線式センサに関する短絡チェック処理（１チャンネル分）の詳細フローチャート（その２）である。 ＰＬＣのツール側に保持された３線式センサの短絡しきい値テーブルの内容を示す図（その２）である。 各種サービスに含まれる３線式センサ用学習処理の詳細フローチャート（その２）である。 近接センサのクーラント侵入に起因するトラブルの説明図である。 漏れ電流特性（形Ｅ２ＥＣ）である。 漏れ電流特性（形Ｅ２ＥＱ−Ｘ□）である。 漏れ電流特性（形Ｅ２Ｅ−Ｘ□Ｄ□）である。 近接センサのクーラント侵入に伴う漏れ電流の経時的変化のグラフである。

符号の説明

１ ＰＬＣ本体
２ 入力スレーブユニット
３ 出力スレーブユニット
４ 入出力スレーブユニット
５ フィールドバス
６ コンフィグレータ
７ センサ
７Ａ ２線式近接センサ
７Ｂ ３線式近接センサ
７ａ ファイバ型光電センサ
７ｂ 近接センサ
８ スイッチ
９ リレー
１０ アクチュエータ
１１ 直流電源
２１ ＭＰＵ
２２ ＲＯＭ
２３ ＲＡＭ
２４ フィールドバス通信部
２５ センサインタフェース部
２５Ａ 外部インタフェース部
２５Ｂ 外部インタフェース部
２６ 表示部
２７ 操作部
２８ 内部バス
７１ 近接主回路
７２ 出力トランジスタ
７３ 近接主回路
７４ 出力トランジスタ
１０１ 電源ユニット
１０２ ＣＰＵユニット
１０３ Ｉ／Ｏユニット
１０４ 通信マスタ用ユニット
２０１ ケース
２０２ ＤＩＮレール取付ホック
２０３ コネクタソケット
２０４ フィールドバス用コネクタ
２０５ 動作表示灯
２０６ ネットワークステータス表示灯
２０７ モジュールステータス表示灯
２０８，２０９ ロータリスイッチ
７０１ センサコード
７０１Ｐ 電源芯線
７０１Ｇ グランド芯線
２５０１，２５０２ 抵抗
２５０３ フォトカプラ
２５０４ 発光ダイオード
２５０５ フォトトランジスタ
２５０６ プルダウン抵抗
２５０７ 電流検出抵抗
２５０８ ＡＤコンバータ
２５０９ 絶縁分離回路
２５１０ 内部バスインタフェース
２５１１ 電流検出抵抗
２５１４，２５１５ 抵抗
２５１６ フォトカプラ
２５１７ 発光ダイオード
２５１８ フォトトランジスタ
２５１９ プルダウン抵抗
２５２０ 内部バスインタフェース
２５２１ 電流検出抵抗
２５２２ ＡＤコンバータ
２５２２ａ 第１ＡＤコンバータ
２５２２ｂ 第２ＡＤコンバータ
２５２３ 絶縁回路
２５２３ａ，２５２３ｂ 絶縁分離回路
２５２４ 電流検出抵抗
Ｇ１ センサ側グランド端子
Ｇ２ 外部インタフェース部側グランド端子
ＧＬ 内部グランド線
Ｉｇ グランド電流
ＩＬ１ 正常な漏れ電流
ＩＬ２ 短絡電流
Ｌ１〜Ｌ３ 漏電経路
Ｐ１ センサ側電源端子
Ｐ２ 外部インタフェース部側電源端子
ＰＬ 内部電源線
Ｓ１ センサ側信号端子
Ｓ２ 外部インタフェース部側信号端子
ＳＬ 内部信号ライン
Ｔｄ 遅れ時間
ａ 近接センサ
ｂ センサケース
ｃ 検知コイル組立体
ｄ 回路組立体
ｅ 封止樹脂
ｆ センサコード
ｇ 外皮
ｈ 芯線
ｉ 近接主回路
ｊ 短絡電流経路
ｋ 負荷
ｌ 電源

Claims (13)

1. ２線式センサのセンサ側電源端子に接続されるべき装置側電源端子と、
   ２線式センサのセンサ側グランド端子に接続されるべき装置側グランド端子と、
   装置側電源端子に繋がる内部電源ライン又は装置側グランド端子に繋がる内部グランドラインを流れる電流の値を、オン電流状態とオフ電流状態とに弁別二値化する弁別二値化回路と、を有し、
   弁別二値化回路の出力状態を接続対象となる２線式センサのオンオフ状態として装置内に取り込むようにした信号入力装置であって、
   装置側電源端子に繋がる内部電源ライン又は装置側グランドラインに繋がる内部グランドラインを流れる電流値を計測するための電流計測手段と、
   弁別二値化回路の出力状態がオフ電流状態であるときに、電流計測手段にて計測される計測電流値と予め設定された設定電流値とに基づいて、接続対象となる２線式センサの漏電程度に相当する情報を生成する漏電情報生成手段と、
   漏電情報生成手段により生成された漏電程度に相当する情報を外部へと出力する漏電情報出力手段と、を含む、ことを特徴とする信号入力装置。
2. 計測電流値が、オンオフ過渡期における電流変動期間終了後の計測電流値である、ことを特徴とする請求項１に記載の信号入力装置。
3. ３線式センサのセンサ側電源端子に接続されるべき装置側電源端子と、
   ３線式センサのセンサ側グランド端子に接続されるべき装置側グランド端子と、
   ３線式センサのセンサ側信号端子に接続されるべき装置側信号端子と、
   装置側信号端子に繋がる内部信号ラインを流れる電流値を、オン電流状態とオフ電流状態とに弁別二値化する弁別二値化回路と、を有し、
   弁別二値化回路の出力状態を接続対象となる３線式センサのオンオフ状態として装置内に取り込むようにした信号入力装置であって、
   装置側電源端子に繋がる内部電源ラインと装置側グランド端子に繋がる内部グランドラインとのうちで、センサ信号電流とセンサ制御用電流とが合流する側のラインを流れる電流値を計測するための第１の電流計測手段と、
   弁別二値化回路の出力状態がオフ電流状態（又はオン電流状態）であるときに、第１の電流計測手段により計測される計測電流値と予め設定されたオフ電流状態用（又はオン電流状態用）の設定電流値とに基づいて、接続対象となる３線式センサの漏電程度に相当する情報を生成する漏電情報生成手段と、
   漏電情報生成手段により生成された漏電程度に相当する情報を外部へと出力する漏電情報出力手段と、をさらに含む、ことを特徴とする信号入力装置。
4. 計測電流値が、オンオフ過渡期における電流変動期間終了後の計測電流値である、ことを特徴とする請求項３に記載の信号入力装置。
5. 装置側信号端子に繋がる内部信号ラインを流れる電流値を計測する第２の電流計測手段を有し、
   漏電程度に相当する情報を生成するために、弁別二値化回路の出力状態がオフ電流状態であるときに、第２の電流計測手段にて計測される計測電流値をさらに使用する、ことを特徴とする請求項３又は４に記載の信号入力装置。
6. 計測電流値が、オンオフ過渡期における電流変動期間終了後の計測電流値である、ことを特徴とする請求項５に記載の信号入力装置。
7. 計測電流値と比較されるべき設定電流値を変更するための設定値変更手段を有する、ことを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の信号入力装置。
8. それぞれ外部機器と接続される所定チャンネル数分の外部インタフェース部と、
   プログラマブルコントローラとの間で通信を行うための通信部と、
   各チャンネルのそれぞれに対応する記憶領域を有するメモリと、を有すると共に、
   外部インタフェース部の中で、センサに接続されるべきチャンネルの外部インタフェース部には、
   ２線式センサのセンサ側電源端子に接続されるべき装置側電源端子と、
   ２線式センサのセンサ側グランド端子に接続されるべき装置側グランド端子と、
   装置側電源端子に繋がる内部電源ライン又は装置側グランド端子に繋がる内部グランドラインを流れる電流の値を、オン電流状態とオフ電流状態とに弁別二値化する弁別二値化回路と、が設けられており、さらに
   制御部には、
   メモリ内のセンサに割り当てられたチャンネルの入力信号の状態を、該当するチャンネルの外部インタフェース部の弁別二値化回路の出力状態により周期的に更新する入力更新手段と、
   通信を介してプログラマブルコントローラから入力信号送信要求が到来するのに応答して、該当するチャンネルの入力信号をチャンネルメモリから読み出して、プログラマブルコントローラへと送信する入力信号送信手段と、が設けられたプログラマブルコントローラの通信スレーブユニットであって、
   所定チャンネル数分の外部インタフェース部の中で、センサに接続されるべき外部インタフェース部には、内部電源ライン又は内部グランドラインを流れる電流の値を計測する電流計測手段が設けられ、かつ
   制御部には、
   弁別二値化回路の出力状態がオフ電流状態であるときに、電流計測手段にて計測された計測電流値と予め設定された設定電流値とに基づいて、該当するチャンネルに接続された２線式センサの漏電程度に相当する情報を生成する漏電情報生成手段と、
   漏電情報生成手段にて生成された漏電程度に相当する情報を外部に出力する漏電情報出力手段と、が設けられている、ことを特徴とするプログラマブルコントローラの通信スレーブユニット。
9. それぞれ外部機器と接続される所定チャンネル数分の外部インタフェース部と、
   プログラマブルコントローラとの間で通信を行うための通信部と、
   各チャンネルのそれぞれに対応する記憶領域を有するメモリと、を有すると共に、
   外部インタフェース部の中で、センサに接続されるべきチャンネルの外部インタフェース部には、
   ３線式センサのセンサ側電源端子に接続されるべき装置側電源端子と、
   ３線式センサのセンサ側グランド端子に接続されるべき装置側グランド端子と、
   ３線式センサのセンサ側信号端子に接続されるべき装置側信号端子と、
   装置側信号端子に繋がる内部信号ラインを流れる電流値を、オン電流状態とオフ電流状態とに弁別二値化する弁別二値化回路と、が設けられており、が設けられており、さらに
   制御部には、
   メモリ内のセンサに割り当てられたチャンネルの入力信号の状態を、該当するチャンネルの外部インタフェース部の弁別二値化回路の出力状態により周期的に更新する入力更新手段と、
   通信を介してプログラマブルコントローラから入力信号送信要求が到来するのに応答して、該当するチャンネルの入力信号をチャンネルメモリから読み出して、プログラマブルコントローラへと送信する入力信号送信手段と、が設けられたプログラマブルコントローラの通信スレーブユニットであって、
   所定チャンネル数分の外部インタフェース部の中で、センサに接続されるべき外部インタフェース部には、装置側電源端子に繋がる内部電源ラインと装置側グランド端子に繋がる内部グランドラインとのうちで、センサ信号電流とセンサ制御用電流とが合流する側のラインを流れる電流値を計測するための第１の電流計測手段が設けられ、かつ
   制御部には、
   弁別二値化回路の出力状態がオフ電流状態（又はオン電流状態）であるときに、第１の電流計測手段により計測される計測電流値と予め設定されたオフ電流状態用（又はオン電流状態用）の設定電流値とに基づいて、接続対象となる３線式センサの漏電程度に相当する情報を生成する漏電情報生成手段と、
   漏電情報生成手段により生成された漏電程度に相当する情報を外部へと出力する漏電情報出力手段と、が設けられている、ことを特徴とするプログラマブルコントローラの通信スレーブユニット。
10. 装置側信号端子に繋がる内部信号ラインを流れる電流値を計測する第２の電流計測手段を有し、
    漏電程度に相当する情報を生成するために、弁別二値化回路の出力状態がオフ電流状態であるときに、第２の電流計測手段にて計測される計測電流値をさらに使用する、ことを特徴とする請求項９に記載のプログラマブルコントローラの通信スレーブユニット。
11. 漏電情報出力手段が、通信を介して所定の送信要求が到来するのに応答して、該当するチャンネルの漏電情報を送信要求元へと送信する漏電情報送信手段である、ことを特徴とする請求項８〜１０のいずれかに記載のプログラマブルコントローラの通信スレーブユニット。
12. 漏電情報出力手段が、漏電情報生成手段により生成された漏電程度に相当する情報を外部へと視覚的に又は聴覚的に出力する、ことを特徴とする請求項８〜１１のいずれかに記載のプログラマブルコントローラの通信スレーブユニット。
13. 通信を介して所定の要求が到来するのに応答して、該当するチャンネルの設定電流値を当該要求により教示された値又は学習された値に更新する設定電流値更新手段をさらに含む、ことを特徴とする請求項８〜１２のいずれかに記載のプログラマブルコントローラの通信スレーブユニット。

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