JP2008226004A - 入力スレーブ - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 IO入力回路11は、信号入力端子とフォトカプラ13の間に直列に電流制限抵抗である第1抵抗R1を接続するとともに、フォトカプラに並列に第2抵抗R2を接続し、それら第1,第2抵抗R1,R2の前段に、電流制限回路15を設けて構成する。電流制限回路は、トランジスタTRのコレクタを信号入力端子に接続するとともに、エミッタを第1抵抗に接続する。トランジスタのコレクタ−ベース間に第4抵抗R4を接続するとともに、トランジスタのベースをツェナーダイオードZDを介してCOM端子に接続する。入力電圧がツェナー電圧にほぼ達するまでは、トランジスタがONし続け、入力電圧の増加にほぼ比例して入力電流も増加する。入力電圧がツェナー電圧を超えた後は、入力電流はほぼ一定の値をとる。
【選択図】 図4
Description
R≦(Vin−Vphc_If)/Iin
=(9[V]−1.5[V])/(0.003[A])=2500[Ω]
となる。
I=(Vin−Vphc_If)/R
=(24[V]−1.5[V])/2500[Ω]
=0.009[A]=9[mA]
の電流が流れるので、消費電力はVin=24[V],P=216[mW]となる。
Vin=24[V]時にIin=3[mA]でよいため、
R≦(24[V]−3[V]−1.5[V])/(0.003[A])
=6500[Ω]
P=(24[V]^2)/(6500[Ω])=88.6[mW]
しか電力を消費しないですむ。
IL=(Vz−Vbe)/(RL)
で一定となる。
Vr4=Vin−Vz
となり、第4抵抗R4を流れる電流I4は、
I4=(Vin−Vz)/R4
となる。
ここで、R4を大きな値としてR4を流れる電流値を小さくすれば、ILとIinはほぼ等しくなるので、上記式は、以下のように置き換えることができ、係る式を満足するように各値を決定する。
また、入力機器として、定格24Vのセンサを用いた場合、入力電圧Vinが最大DC26.4Vとなる。そこで、単一のデジタル入力スレーブにて係る2種類のセンサに適用するようにした場合、従来技術でDC12V〜24Vのセンサを接続できる回路の消費電力は、
消費電力=(26.4^2)/2500=278.8[mW]
であったのに対し、本実施形態では、図5より、Vin=26.4のときの入力電流は3.5mA以下であることから、
消費電力=26.4×3.5=92.4[mW]
となる。
8点では1491.2[mW]、
16点では2982.4[mW]、
32点では5964.8[mW]、
の差となる。また、発熱量も小さいことからこの分ケースの体積を削減できる。さらにまた、特に、8点以上の多点デジタル入力スレーブに適用すると、効果が大きくなるので好ましい。
Vin≦Vz+VbeTR1_on+VRL
である入力電圧が小さい場合は、第1トランジスタTR1がOFFとなるので、第2トランジスタがONとなる。すると、入力電流は並列接続された第1抵抗R1と第8抵抗R8の合成抵抗に流れることになるので、入力電圧Vinに対して大きめの電流を流すことになる。
11 IO入力回路
12 内部回路
13 フォトカプラ
15,16,16′ 電流制限回路
R1 第1抵抗(入力電流制限抵抗)
Claims (5)
- プログラマブルコントローラを構成するマスタユニットにフィールドネットワークを介して接続され、前記プログラマブルコントローラへINデータを送る入力スレーブであって、
外部に接続される入力機器からの入力信号を受けるIO入力回路は、入力電流を制限する入力電流制限抵抗に加え、トランジスタとツェナーダイオードと抵抗とを備えた電流制限回路を含み、
その電流制限回路は、前記IO入力回路への入力電圧がツェナーダイオードのツェナー電圧に基づく基準電圧より低い場合には電圧に対して大きめの電流を確保でき、前記基準電圧より高い場合には電圧に対して少なめの電流に制限できるように構成されることを特徴とする入力スレーブ。 - プログラマブルコントローラを構成するマスタユニットにフィールドネットワークを介して接続され、前記プログラマブルコントローラへINデータを送る入力スレーブであって、
外部に接続される入力機器からの入力信号を受けるIO入力回路は、入力電流を制限する入力電流制限抵抗に加え、トランジスタとツェナーダイオードと抵抗とを備えた電流制限回路を含み、
その電流制限回路は、入力電圧がツェナーダイオードのツェナー電圧に基づく基準電圧を超えた場合に、前記トランジスタがONからOFFに切り替わることで、入力電圧の増加に対する前記入力電流の増加率が前記基準電圧以下のときよりも低く抑制されるように構成されることを特徴とする入力スレーブ。 - プログラマブルコントローラを構成するマスタユニットにフィールドネットワークを介して接続され、前記プログラマブルコントローラへINデータを送る入力スレーブであって、
外部に接続される入力機器からの入力信号を受けるIO入力回路は、入力電流を制限する入力電流制限抵抗に加え、トランジスタとツェナーダイオードと抵抗とを備えた電流制限回路を含み、
その電流制限回路は、入力電圧がツェナーダイオードのツェナー電圧に基づく基準電圧を超えた場合に、前記トランジスタのON/OFF状態が切り替わることで、その電流制限回路と前記入力制限抵抗との合成抵抗の抵抗値が小さくなるように構成したことを特徴とする入力スレーブ。 - 前記電流制限回路を複数段設けると共に、各電流制限回路における前記基準電圧を異ならせたことを特徴とする請求項3に記載の入力スレーブ。
- 8点以上の多点デジタル入力スレーブであることを特徴とする請求項1から4のいずれか1項に記載の入力スレーブ。
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- 2007-03-14 JP JP2007065233A patent/JP2008226004A/ja active Pending
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